Gelo Instantâneo (Hot Ice) - Base Experimental das Ciências ...

Gelo Instantâneo (Hot Ice)
Gelo Instantâneo (Hot Ice)
Ana Carolina Rodrigues, Elton Santos Cardoso, Henri Augusto
Bisognini, Iago Lopes Carvalho, Ramon Fernandes da Fonseca,
Raul de Almeida Miranda, Thaís de Oliveira Monteiro
Professor: Hugo Suffredini, CCNH - Campus Santo André
Resumo
O experimento do Gelo Instantâneo, também conhecido como Hot Ice, é bastante
popular na internet e fonte, inclusive, de vários vídeos no Youtube. Entretanto não se
trata da formação instantânea de gelo, mas sim da recristalização do acetato de sódio.
A solução formada pela dissolução do acetato de sódio em água aquecida é
supersaturada. Depois de resfriada, a solução continua em estado líquido, porém
instável. A recristalização do acetato de sódio acontece quando há a perturbação desta
solução. Durante a recristalização, o sistema fornece energia ao ambiente em forma de
calor. Esse processo encontra aplicação em bolsas térmicas, por exemplo, contendo tal
solução supersaturada de acetato de sódio em água e um pequeno disco metálico [1].
INTRODUÇÃO
No experimento, foi utilizada uma
solução supersaturada de acetato de sódio
(NaCH3COOH) e água. Uma solução é dita
supersaturada quando contém, a uma determinada
temperatura, uma quantidade de
soluto dissolvido superior ao coeficiente de
solubilidade da substância nessa temperatura.
A solubilidade determina a quantidade
máxima de uma substância que pode se
dissolver em uma quantidade fixa de solvente.
O coeficiente se solubilidade de uma
solução pode vir acompanhado de uma variação
de temperatura. Em alguns casos
especiais é possível conseguir que uma
solução supersaturada obtida por aquecimento
mantenha, ao resfriar, todo o soluto
dissolvido até que se atinja a temperatura
ambiente, o que é chamado de Superfusão
[2]. Uma solução em Superfusão encontrase
em estado de equilíbrio dito meta-estável
(instável). Quando se coloca, em um líquido
superfundido, um pequeno cristal da substância,
este serve de núcleo e provoca a
solidificação de toda a substância. Uma perturbação
mecânica (por exemplo, agitação)
num líquido superfundido também provoca
a solidificação. Quando um líquido superfundido
se solidifica, a sua
temperatura aumenta até atingir a temperatura
de solidificação, ou seja, há uma
transformação exotérmica, liberando calor,
energia esta que foi acumulada durante o
processo de dissolução, por isso o experimento
também é chamado de “Hot Ice”. Na
recristalização do acetato, os cristais formados
são aciculares e estendem-se por todo
o espaço disponível arrastando consigo o
sal que estava "a mais" dissolvido, agora à
temperatura ambiente. Então, o sal dissolvido,
que está em tensão, em equilíbrio instável,
sai da solução e volta ao seu estado
sólido, cristalino, por isso, se diz
que recristaliza. O "gelo" quente não é mais
do que um bloco de sal cristalizado, à temperatura
ambiente. No processo de dissolução
do acetato em água, as entidades elementares
constitutivas do acetato, se separam,
permitindo que muitas moléculas de
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de
agosto de 2011

água se coloquem entre as entidades do
acetato. O resultado disso é que o sólido
desaparece e o sistema constituído do sólido
dissolvido no solvente se torna completamente
líquido. A água, solvente, é adsorvida
à superfície dos cristais, passando a
"água de hidratação" e deixa de se ver separada
deles.[3]
OBJETIVO
Reproduzir o experimento “Gelo Instantâneo”,
com ênfase nos fundamentos teóricos
que embasam o fenômeno exotérmico de
recristalização do acetato de sódio a partir
de uma solução supersaturada com água.
METODOLOGIA
Os materiais utilizados para o experimento
foram: água, acetato de sódio hidratado,
béqueres e placa de aquecimento com
agitador magnético. Foram feitos testes com
várias medidas aleatórias de acetato e água
(sem medidas fixas), pois o importante é
que a quantidade de acetato não seja capaz
de ser totalmente dissolvida pela água em
temperatura ambiente e a mistura fique
supersaturada. Porém o resultado mais
satisfatório se deu usando 30g de acetato
de sódio diluídos em 40mL de água. Sobre
a placa de aquecimento, em um béquer
mistura-se a água e o acetato até que o
mesmo seja totalmente dissolvido. Após a
dissolução, coloca-se a solução em um
recipiente limpo e deixa-se a mesma resfriar
até atingir a temperatura ambiente. Quando
isso ocorrer, basta exercer alguma
perturbação sobre a solução que se inicia o
processo de recristalização do acetato de
sódio.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A solução supersaturada ao receber
estímulo mecânico recristalizou, assim
como o esperado.
Gelo Instantâneo (Hot Ice)
Figura 1: Processo de recristalização do
acetato de sódio.
Figura 2: Acetato de sódio completamente
recristalizado.
CONCLUSÕES
O experimento “Gelo Instantâneo” nada
mais é do que o fenômeno de
recristalização do acetato de sódio.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetato_de_s
%C3%B3dio
[2]http://pt.wikipedia.org/wiki/Sobrefus%C3
%A3o
[3]http://ferrao.org/labels/Acetato_de_s=C3=
B3dio.html
AGRADECIMENTOS
Ao professor Hugo e a todos os colegas da
G2.
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