febrero 26, 2024
DemostraciónQuímica general – básica

Síntesis de hielo caliente

Tiempo de lectura estimado: 5 minutos

El hielo caliente, o químicamente conocido como acetato sódico, CH3COONa, también abreviado NaOAc, es la sal sódica del ácido acético. Esta sal incolora delicuescente tiene una amplia gama de usos.

Este compuesto, comúnmente utilizado en calentadores de manos, ha capturado la curiosidad de científicos, químicos e ingenieros debido a su comportamiento intrigante y aplicaciones prácticas.


Química del Acetato de Sodio:

El acetato de sodio es una sal del ácido acético, con una fórmula química de CH3COONa. Está compuesto por iones de sodio (Na+) e iones de acetato (CH3COO). El compuesto se forma mediante la reacción de neutralización entre ácido acético e hidróxido de sodio. La ecuación química balanceada para esta reacción es:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

El acetato de sodio puede existir en diversas formas, incluyendo la anhidra y la trihidrato. La forma de trihidrato es la más común en aplicaciones cotidianas y a menudo se le denomina hielo caliente debido a su capacidad de cristalizarse y liberar calor al solidificarse.

Muestra de acetato de sodio (hielo caliente) comercial
Muestra de acetato de sodio (hielo caliente) comercial

Propiedades del Hielo Caliente

Una de las propiedades más intrigantes del hielo caliente es su capacidad para experimentar sobreenfriamiento. Cuando el acetato de sodio se disuelve en agua y se calienta, se forma una solución sobresaturada. Al enfriarse, la solución permanece en estado líquido por debajo de su punto de congelación normal. La adición de un cristal de semilla o una ligera perturbación puede desencadenar la cristalización rápida de la solución, dando como resultado la formación de acetato de sodio sólido y la liberación de calor.

El proceso de cristalización del acetato de sodio es altamente exotérmico, lo que significa que libera calor. Esta propiedad hace que el hielo caliente sea ideal para aplicaciones que requieren una liberación controlada y sostenida de energía térmica. Los calentadores de manos, por ejemplo, utilizan la reacción exotérmica del acetato de sodio para generar calor y calentar las manos en entornos fríos.

El acetato de sodio puede pasar por múltiples ciclos de cristalización y fusión sin degradación significativa. Esta característica hace que sea una fuente de calor reutilizable, ya que el hielo caliente solidificado puede derretirse fácilmente mediante calentamiento y luego dejarse enfriar para un uso posterior.

Aplicaciones del Hielo Caliente

Una de las aplicaciones más extendidas del hielo caliente es en la producción de calentadores de manos. Estos dispositivos utilizan la cristalización exotérmica del acetato de sodio para proporcionar una fuente conveniente y portátil de calor. La activación implica flexionar un disco metálico dentro del calentador de manos, iniciando el proceso de cristalización y calentando el área circundante.

Más allá de los calentadores de manos, el acetato de sodio también se utiliza en packs térmicos con fines terapéuticos. Estos packs se pueden aplicar en músculos o articulaciones adoloridas, proporcionando una liberación controlada y duradera de calor para aliviar molestias.

Las propiedades únicas del acetato de sodio lo convierten en una excelente herramienta educativa para demostraciones de química. Los estudiantes pueden observar de primera mano los principios de sobreenfriamiento, cristalización y reacciones exotérmicas, mejorando su comprensión de estos conceptos.

El acetato de sodio está aprobado como aditivo alimentario (E262) y se utiliza en la industria alimentaria para diversos fines. Puede actuar como conservante, regulador de acidez o agente saborizante en ciertos productos alimenticios.

Materiales y Equipos

Vaso de precipitados grande o cazuela

Quemador de gas o placa calefactora eléctrica

Material de vidrio para medir y mezclar soluciones

Reactivos

Ácido acético (CH3COOH)

Carbonato de sodio decahidratado (Na2CO3 x 10H2O)

Procedimiento

El acetato de sodio se puede sintetizar fácilmente al reaccionar una solución de ácido acético con el decahidrato de carbonato de sodio, como se representa en la ecuación química:

\text{Na}_{2}\text{CO}_{3} \times 10\text{H}_{2}\text{O} + 2\text{CH}_{3}\text{COOH} \rightarrow 2\text{CH}_{3}\text{COONa} + 11\text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2}

Para comenzar la síntesis, se preparan 1000 mL de una solución de ácido acético al 9%, que contiene aproximadamente 1.50 moles de ácido acético. Luego, se pesa la mitad de la cantidad de carbonato de sodio decahidratado requerida por la ecuación química, lo que equivale a 0.75 moles (214.4 gramos) del compuesto.

La síntesis se lleva a cabo en un vaso de precipitados grande o cazuela, y el único equipo adicional necesario es un quemador de gas o una placa calefactora eléctrica.

El procedimiento comienza vertiendo la solución de ácido acético en la cazuela. Posteriormente, se agrega lentamente el carbonato de sodio mientras se agita constantemente. Debido a la producción de dióxido de carbono durante la reacción, se recomienda agregar Na2CO3 x 10H2O gradualmente para evitar una reacción excesivamente vigorosa.

Cristales de acetato de sodio sintetizados
Cristales de acetato de sodio sintetizados

Una vez que se ha incorporado completamente carbonato de sodio decahidratado, se considera que la reacción está completa. El siguiente paso implica calentar la solución de acetato de sodio para eliminar el exceso de agua. La solución se calienta hasta que comienza a formarse el acetato de sodio sólido. En este punto, el acetato de sodio se separa en un recipiente aparte.

Para un secado adicional, el acetato de sodio puede secarse más utilizando gel de sílice u otros compuestos absorbentes de agua. El acetato de sodio resultante suele estar en forma de trihidrato, que se puede convertir en la forma anhidra mediante un calentamiento adicional u otros procedimientos similares.

A continuación encontraras un video de nuestro canal de YouTube con esta práctica

Print Friendly, PDF & Email

Como citar este artículo:

APA: (2024-01-17). Síntesis de hielo caliente. Recuperado de https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/demostracion/sintesis-de-hielo-caliente/

ACS: . Síntesis de hielo caliente. https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/demostracion/sintesis-de-hielo-caliente/. Fecha de consulta 2024-02-26.

IEEE: , "Síntesis de hielo caliente," https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/demostracion/sintesis-de-hielo-caliente/, fecha de consulta 2024-02-26.

Vancouver: . Síntesis de hielo caliente. [Internet]. 2024-01-17 [citado 2024-02-26]. Disponible en: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/demostracion/sintesis-de-hielo-caliente/.

MLA: . "Síntesis de hielo caliente." https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/demostracion/sintesis-de-hielo-caliente/. 2024-01-17. Web.

Si tiene alguna pregunta o sugerencia, escribe a administracion@quimicafacil.net, o visita Como citar quimicafacil.net