Gelo Instantâneo (Hot Ice) - Base Experimental das Ciências ...
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<strong>Gelo</strong> <strong>Instantâneo</strong> (<strong>Hot</strong> <strong>Ice</strong>)<br />
<strong>Gelo</strong> <strong>Instantâneo</strong> (<strong>Hot</strong> <strong>Ice</strong>)<br />
Ana Carolina Rodrigues, Elton Santos Cardoso, Henri Augusto<br />
Bisognini, Iago Lopes Carvalho, Ramon Fernandes da Fonseca,<br />
Raul de Almeida Miranda, Thaís de Oliveira Monteiro<br />
Professor: Hugo Suffredini, CCNH - Campus Santo André<br />
Resumo<br />
O experimento do <strong>Gelo</strong> <strong>Instantâneo</strong>, também conhecido como <strong>Hot</strong> <strong>Ice</strong>, é bastante<br />
popular na internet e fonte, inclusive, de vários vídeos no Youtube. Entretanto não se<br />
trata da formação instantânea de gelo, mas sim da recristalização do acetato de sódio.<br />
A solução formada pela dissolução do acetato de sódio em água aquecida é<br />
supersaturada. Depois de resfriada, a solução continua em estado líquido, porém<br />
instável. A recristalização do acetato de sódio acontece quando há a perturbação desta<br />
solução. Durante a recristalização, o sistema fornece energia ao ambiente em forma de<br />
calor. Esse processo encontra aplicação em bolsas térmicas, por exemplo, contendo tal<br />
solução supersaturada de acetato de sódio em água e um pequeno disco metálico [1].<br />
INTRODUÇÃO<br />
No experimento, foi utilizada uma<br />
solução supersaturada de acetato de sódio<br />
(NaCH3COOH) e água. Uma solução é dita<br />
supersaturada quando contém, a uma determinada<br />
temperatura, uma quantidade de<br />
soluto dissolvido superior ao coeficiente de<br />
solubilidade da substância nessa temperatura.<br />
A solubilidade determina a quantidade<br />
máxima de uma substância que pode se<br />
dissolver em uma quantidade fixa de solvente.<br />
O coeficiente se solubilidade de uma<br />
solução pode vir acompanhado de uma variação<br />
de temperatura. Em alguns casos<br />
especiais é possível conseguir que uma<br />
solução supersaturada obtida por aquecimento<br />
mantenha, ao resfriar, todo o soluto<br />
dissolvido até que se atinja a temperatura<br />
ambiente, o que é chamado de Superfusão<br />
[2]. Uma solução em Superfusão encontrase<br />
em estado de equilíbrio dito meta-estável<br />
(instável). Quando se coloca, em um líquido<br />
superfundido, um pequeno cristal da substância,<br />
este serve de núcleo e provoca a<br />
solidificação de toda a substância. Uma perturbação<br />
mecânica (por exemplo, agitação)<br />
num líquido superfundido também provoca<br />
a solidificação. Quando um líquido superfundido<br />
se solidifica, a sua<br />
temperatura aumenta até atingir a temperatura<br />
de solidificação, ou seja, há uma<br />
transformação exotérmica, liberando calor,<br />
energia esta que foi acumulada durante o<br />
processo de dissolução, por isso o experimento<br />
também é chamado de “<strong>Hot</strong> <strong>Ice</strong>”. Na<br />
recristalização do acetato, os cristais formados<br />
são aciculares e estendem-se por todo<br />
o espaço disponível arrastando consigo o<br />
sal que estava "a mais" dissolvido, agora à<br />
temperatura ambiente. Então, o sal dissolvido,<br />
que está em tensão, em equilíbrio instável,<br />
sai da solução e volta ao seu estado<br />
sólido, cristalino, por isso, se diz<br />
que recristaliza. O "gelo" quente não é mais<br />
do que um bloco de sal cristalizado, à temperatura<br />
ambiente. No processo de dissolução<br />
do acetato em água, as entidades elementares<br />
constitutivas do acetato, se separam,<br />
permitindo que muitas moléculas de<br />
IX Simpósio de <strong>Base</strong> <strong>Experimental</strong> <strong>das</strong> <strong>Ciências</strong> Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de<br />
agosto de 2011
água se coloquem entre as entidades do<br />
acetato. O resultado disso é que o sólido<br />
desaparece e o sistema constituído do sólido<br />
dissolvido no solvente se torna completamente<br />
líquido. A água, solvente, é adsorvida<br />
à superfície dos cristais, passando a<br />
"água de hidratação" e deixa de se ver separada<br />
deles.[3]<br />
OBJETIVO<br />
Reproduzir o experimento “<strong>Gelo</strong> <strong>Instantâneo</strong>”,<br />
com ênfase nos fundamentos teóricos<br />
que embasam o fenômeno exotérmico de<br />
recristalização do acetato de sódio a partir<br />
de uma solução supersaturada com água.<br />
METODOLOGIA<br />
Os materiais utilizados para o experimento<br />
foram: água, acetato de sódio hidratado,<br />
béqueres e placa de aquecimento com<br />
agitador magnético. Foram feitos testes com<br />
várias medi<strong>das</strong> aleatórias de acetato e água<br />
(sem medi<strong>das</strong> fixas), pois o importante é<br />
que a quantidade de acetato não seja capaz<br />
de ser totalmente dissolvida pela água em<br />
temperatura ambiente e a mistura fique<br />
supersaturada. Porém o resultado mais<br />
satisfatório se deu usando 30g de acetato<br />
de sódio diluídos em 40mL de água. Sobre<br />
a placa de aquecimento, em um béquer<br />
mistura-se a água e o acetato até que o<br />
mesmo seja totalmente dissolvido. Após a<br />
dissolução, coloca-se a solução em um<br />
recipiente limpo e deixa-se a mesma resfriar<br />
até atingir a temperatura ambiente. Quando<br />
isso ocorrer, basta exercer alguma<br />
perturbação sobre a solução que se inicia o<br />
processo de recristalização do acetato de<br />
sódio.<br />
RESULTADOS E DISCUSSÃO<br />
A solução supersaturada ao receber<br />
estímulo mecânico recristalizou, assim<br />
como o esperado.<br />
<strong>Gelo</strong> <strong>Instantâneo</strong> (<strong>Hot</strong> <strong>Ice</strong>)<br />
Figura 1: Processo de recristalização do<br />
acetato de sódio.<br />
Figura 2: Acetato de sódio completamente<br />
recristalizado.<br />
CONCLUSÕES<br />
O experimento “<strong>Gelo</strong> <strong>Instantâneo</strong>” nada<br />
mais é do que o fenômeno de<br />
recristalização do acetato de sódio.<br />
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
[1]http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetato_de_s<br />
%C3%B3dio<br />
[2]http://pt.wikipedia.org/wiki/Sobrefus%C3<br />
%A3o<br />
[3]http://ferrao.org/labels/Acetato_de_s=C3=<br />
B3dio.html<br />
AGRADECIMENTOS<br />
Ao professor Hugo e a todos os colegas da<br />
G2.<br />
IX Simpósio de <strong>Base</strong> <strong>Experimental</strong> <strong>das</strong> <strong>Ciências</strong> Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011