Ghiaccio caldo e scaldamani

Con l’inverno alle porte uno scaldamani può essere, per le persone più freddolose, un oggetto di grande utilità. Viene venduto in splendide colorazioni nelle fogge più strane, a forma di cuore, di sacchetto, di animale ed ha un prezzo molto contenuto.

Lo scaldamani viene realizzato in materiale siliconico all’interno del quale è contenuto un liquido trasparente e una piastrina metallica. Schiacciando la piastrina metallica si induce una reazione chimica esotermica e viene emanato un calore che perdura per circa 20 minuti.

Dopo l’attivazione della reazione all’interno della bustina si formano cristalli simili a quelli che forma il ghiaccio e da qui la denominazione di ghiaccio caldo. Questo tipo di scaldamani può essere riutilizzato riscaldando la bustina per un paio di minuti in acqua bollente.

Il liquido contenuto in uno scaldamani è costituito da una soluzione soprassatura di acetato di sodio la cui solubilità diminuisce al diminuire della temperatura pertanto una soluzione satura, al diminuire della temperatura diventa soprassatura. La pressione della piastrina metallica contenuta nella soluzione innesca la cristallizzazione dell’acetato di sodio. Sulla superficie della piastrina si formano piccoli cristalli di acetato di sodio che fungono da centri di nucleazione e innescano la cristallizzazione dell’acetato di sodio che avviene con rilascio di calore.

Questo fenomeno che viene spesso mostrato, a scopo didattico, nei laboratori di chimica può essere sfruttato per ottenere calore. Si prepara una soluzione soprassatura di acetato di sodio triidrato e si riscalda: a temperature superiori  a 58 °C l’acetato di sodio triidrato CH3COONa· 3 H2O comincia a perdere la sua acqua di idratazione e inizia a dissolversi in quell’acqua. La soluzione, una volta che il sale si è completamente solubilizzato, viene raffreddata.

In presenza di un germe cristallino, in questa soluzione soprassatura alla temperatura di 58°C avviene la cristallizzazione del composto, che ritorna allo stato di cristalli triidrati.  Poiché il processo di dissoluzione è endotermico, il processo di cristallizzazione è esotermico e si ottengono 19.7 kJ/mol di acetato.

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Author: Chimicamo

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