¿Cómo funcionan las bolsas térmicas de acetato sódico?

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En algunos países se comercializan unas bolsas o almohadillas que contienen un líquido. Presionando un botón metálico este líquido se solidifica y se calienta, lo que sirve para obtener calor rápidamente (para calentar las manos o alguna otra parte del cuerpo con fines terapéuticos). Y lo mejor de todo es que el calor se les puede “recargar”. ¿Cómo funcionan estos artículos?

El secreto es el acetato de sodio que contienen. Por sus propiedades, la sustancia es conocida también como hielo caliente. Cuando se calientan cristales de acetato de sodio trihidratado, la sal se disuelve en su propia agua de cristalización formando una disolución sobresaturada que normalmente no precipita al enfriarla, excepto si se somete a alguna acción que inicie la nucleación de los cristales. El efecto se consigue en estos artículos presionando un disco metálico que se halla en el interior de la bolsa. La cristalización del acetato es exotérmica; concretamente, el calor latente de fusión ronda los 275 kJ / kg. Por ello, al cristalizar el acetato libera calor. Para recargar la almohadilla de “calor” basta calentarla en agua hirviendo hasta que se redisuelven los cristales formados.

 

Experimento casero

El acetato sódico es un compuesto químico de baja toxicidad (¡lo cual no quiere decir que sea comestible!). Suele usarse como condimento alimentario. En especial, en su forma de diacetato de sodio (que es un complejo 1:1 de acetato sódico y ácido acético) se usa para dar un cierto sabor a sal y vinagre a algunos alimentos envasados.

Es muy fácil de preparar incluso en la cocina de nuestra casa (aunque no se obtendrá puro, claro). Para ello basta agregar bicarbonato sódico a vinagre (ácido acético diluido) hasta que la mezcla deje de producir efervescencia (debida al desprendimiento de dióxido de carbono). Se obtendrá una disolución acuosa de acetato de sodio que habrá que hervir para retirar el agua.

Con el acetato sódico obtenido no es difícil conseguir la disolución sobresaturada que nos permita ver el efecto del hielo caliente. Para ello conviene calentar una disolución de acetato por debajo del punto de ebullición, añadiendo más sal, con agitación, hasta que empiece a verse material sólido acumulado en el fondo del recipiente que estemos usando. Después se vierte la solución caliente en otro recipiente impidiendo que pase material sólido (usando un filtro si es necesario). La disolución se puede enfriar en la nevera. Para que cristalice basta agregarle un cristalito de acetato. (A veces también lo puede lograr introduciendo algún objet, como un palillo de dientes, ya que cualquier partícula que tenga puede iniciar la nucleación.) Pronto sentirá con su tacto el desprendimiento de calor en el recipiente.

La siguiente secuencia de imágenes permite observar el proceso de cristalización:




La cristalización, que a veces es espontánea, suele producir efectos muy bellos, como estos:


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