Profesor: Juan Carlos López Parada Materia




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Hielo instantáneo

Método científico

Profesor: Juan Carlos López Parada

Materia: Biología I

Integrantes:

Leon Ruvalcaba, Abraham Salvador

Louvet Barba, Luis Adrian

Padilla Belmonte, Samantha

Salazar Hernández, Evelia Eugenia

Grupo: Diseño 313 Grado: 3er Semestre

Fecha de entrega:

26 de agosto del 2013

Hielo instantáneo

  • Marco teórico:

El hielo caliente, y fue demostrado por el científico Percy W. Bridgman. La explicación es la siguiente:

El agua se solidifica en forma de hielo por debajo de los 0º C, mientras que comienza a evaporarse a partir de los 100º, permaneciendo líquida entre estas dos temperaturas. Sin embargo, este científico demostró en la década de los años 30 que se puede crear hielo por encima de los 0º, lo que llamaríamos hielo caliente. La razón se encuentra en la presión a la que se le someta.

Si el agua es sometida a una gran presión, ésta podría solidificarse a una temperatura superior a los 0º. El denominado “hielo número cinco” se obtiene sometiendo el agua a una elevadísima presión de 20.000 atmósferas, con lo que obtendríamos hielo a partir de los 76º.

Este hecho tan curioso produciría además que si lo tocáramos, estando como está, a 76º, nos quemaríamos. No obstante, no sería posible alcanzarlo puesto que el único medio en que podríamos conseguir semejante presión sería poniendo el agua dentro de una cámara de acero, a la que someteríamos a esa aplastante presión. Tan densa se volvería la placa de hielo que ni siquiera flotaría sobre el agua líquida.

Este curioso experimento nos enseña el comportamiento de una solución súper saturada y enfriada de Acetato de Sodio – CH3COONa.

Propiedades físicas y químicas

Aspecto: Sólido
Color: de color blanco
Granulometría
Olor: Característico.
pH: 7,5 - 9,0
Punto de fusión/punto de congelación 58 °C
Punto inicial de ebullición e intervalo de ebullición:
Inflamabilidad (sólido, gas):
Densidad relativa: (20/4) 1,45
Solubilidad: 762 g/l agua 20 °C
Temperatura de descomposición: desde120 °C
Toxicidad aguda:
DL50 oral mus : 6.891 mg/kg (referido a la sustancia anhidra)
DL50 oral rat : 3.530 mg/kg (referido a la sustancia anhidra)
Efectos peligrosos para la salud: En contacto con la piel: irritaciones leves Por ingestión de grandes cantidades: trastornos gastro-intestinales Observar las precauciones

Grados de NFPA: Salud: 1 Inflamabilidad: 1 Reactividad: 0

C2H3O2Na.3H2O

El acetato de sodio es muy económico, y es comúnmente comprado a los distribuidores de productos químicos, en vez de ser sintetizado en el laboratorio. Es algunas veces producido en el laboratorio experimentalmente por la reacción del ácido acético con Carbonato de sodioBicarbonato de sodio, o Hidróxido de sodio para nombrar unas pocas bases que contienen Sodio.

El acetato de sodio puede ser añadido a los alimentos como un condimento. Se puede utilizar en la forma de diacetato de sodio – un complejo 1:1 de acetato de sodio y ácido acético. Un uso frecuente es el de impartir una sal y vinagre de sabor a las patatas fritas.

Esta es una reacción conocida como "burbujeo" entre el Bicarbonato de sodio y el Vinagre. 84 gramos de Bicarbonato de sodio reaccionan con 750 g de vinagre con 8% de concentración de ácido acético para hacer 82 g de Acetato de sodio en solución. Por la posterior evaporación del agua, uno puede obtener una solución más o menos pura de Acetato de sodio o sus cristales.

 Cuando se calientan cristales de acetato de sodio trihidratado (punto de fusión 58 °C)(se debe poner cristales hasta que no se pueda disolver mas) alrededor de 100 °C, estos se funden. Si se enfría tras este proceso, se obtiene una disolución supersaturada de acetato de sodio en agua. Esta disolución es capaz de enfriarse a temperatura ambiente, es decir, por debajo de su punto de fusión, sin formar cristales. Presionando en un disco metálico del interior de la bolsa, se forma un centro de nucleación que causa la cristalización de la disolución en acetato de sodio sólido.

  • Hipótesis:

Para el hielo instantáneo se es necesario calentar una solución de acetato de sodio trihidratado en agua a unos 100°C, al momento de su fundición, después se debe enfriar a una temperatura de 0° C y sin agitar demasiado la solución de acetato, esta solución debe enfriarse sin cristalizar (hacerse hielo), aun estando a temperaturas debajo de su punto de fusión normal. Es en donde se agita con cualquier objeto o cambio mínimo de temperatura donde ocurre el momento de cristalización espontanea que permite sus diversos usos exotérmicos en estado de cristalización.

  • Experimentación:

  • Fallido:

Para realizar el experimento primero debemos realizar una solución sobresaturada de acetato de sodio en agua. Podemos crear el acetato de sodio con vinagre y bicarbonato de sodio.

1-. En un recipiente vertimos 150 ml de vinagre y una cucharada de bicarbonato de sodio, mezclamos muy bien, habrá una reacción de burbujeo.

2-. Esperamos a que el burbujeo desaparezca y habremos conseguido el acetato de sodio, ahora lo ponemos en 300ml de agua y ponerlo a calentar, mientras realizamos esto, debemos mezclar bien para crear la mezcla sobresaturada.

3-. Después, se pasa el agua a un frasco, asegurándose de que el acetato sobrante quede en la olla y lo ponemos a enfriar aproximadamente 1 hora.

  • Conseguido:

1-. En medio vaso de acetato de sodio le vamos a agregar dos cucharadas de agua.

2-. Después lo ponemos a baño María y esperamos a que se convierta en líquido.

3.- Ahora tapamos el vaso con aluminio y lo dejamos enfriar por 2 horas.

4-. Cuando este frio le agregamos un poco de acetato de sodio y el agua se congelara instantáneamente.

  • Conclusiones:



  • Conclusión 1:

El experimento fallo por que se necesitaba una proporción de acetato de sodio y agua en ciertas proporciones definidas, además se intento hacer nuestro propio acetato de sodio a base de vinagre y carbonato de sodio el cual, nos complico más la pureza de la sustancia provocando el fallo de la cristalización de la sustancia.

  • Conclusión 2:

El experimento fue todo un éxito puesto que hicimos las proporciones adecuadas del acetato de sodio con el agua. Siguiendo los pasos adecuados y las con toda precaución nuestra conclusión es de que al calentar el acetato de sodio con el agua y dejándolo enfriar, provocando que al contacto brusco, o cambio de temperatura mínima este se solidifique en forma exotérmica, en vez de estar a 0°C.

  • Bibliografía:

https://www.youtube.com/watch?v=mSWfkh-AfNw

http://www.acmor.org.mx/cuamweb/reportescongreso/2011/Secund/736hielo.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=oPa8yqVxfP4

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