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👁‍🗨⚡📷🚨Ghiaccio caldo con Acetato di Sodio e gli scaldamano “magici”🚨

In occasione del Mese delle STEM 2020 #MesedelleSTEM, vi invitiamo a partecipare al 🏆Contest ⛏️Imparare giocando con Minecraft https://www.informaweb.it/it/stem/mese-delle-stem-2020-contest
👉Ecco come spunto, un’attività divertente ed economica da fare con l’acetato di sodio nel mondo reale con il metodo scientifico, dopo averlo sperimentato su Minecraft  https://www.informaweb.it/it/?p=9288


Abbiamo visto in Minecraft l’uso dell’acetato di sodio (C2H3NaO2) per fare delle bombe di ghiaccio,  vediamo adesso nel mondo reale come viene utilizzato al contrario per creare “ghiaccio caldo”. Puoi creare questa sostanza, che sembra ghiaccio ma rilascia calore, con materiali che puoi trovare in un negozio o in casa, seguendo le istruzioni riportate qui

⚡Gli scaldamano “magici” con acetato di sodio ^

Da qualche tempo si trovano (nei negozi e su Amazon a circa 3€ l’uno, attenzione a scegliere quelli riutilizzabili!) dei divertenti scaldamano che si attivano in un attimo con un semplice gesto e scaldano per parecchi minuti. Poniamoci alcune domande prima di fare un esperimento:

  • Osservazione: non sembra servano batterie o altro per far riscaldare l’oggetto, hai osservato altro? Leggendo le istruzioni c’è scritto di farlo bollire prima dell’uso.
  • Domanda: da dove deriva il calore? Che cos’è il liquido/gel contenuto e perchè c’è una placchetta metallica? Perchè serve farlo bollire prima?
  • Ipotesi: Forse avviene una reazione che rilascia calore? Calore che magari viene assorbito prima quando si fa bollire?

Scaldamani con acetato di sodio riutilizzabile

Procediamo con l’esperimento (da fare con un adulto):

  • Reperire oltre lo scaldamano ( nei negozi o su Amazon ) un termometro da cucina.
  • Utilizzando un pentolino, portare dell’acqua al punto di ebollizione e con il termometro da cucina misura la temperatura nel momento in cui inizia a bollire e segnare tra le note dell’esperimento.
  • Fare bollire lo scaldamani brevemente fin quando tutto il gel in esse contenuto diventa liquido e trasparente
  • Spegnere il fuoco, estrarre lo scaldamani usando dei cucchiai di legno, facendo attenzione a non scottarsi.
  • Lasciar riposare lo scaldamani fin quando raggiunge la temperatura ambiente
  • Tenersi pronti con un telefonino per registrare un video e attivare lo scaldamani con la linguetta in esso contenuto, filmando la solidificazione del gel 
  • Verificare il repentino riscaldamento (circa 55°) e registrare la temperatura.
  • Modellarlo un po’ dopo l’attivazione per prolungare la durata del calore e misurare per quanto tempo emette calore.

Condividere i risultati con i compagni di classe e magari vedere se hanno risultati diversi, in particolare se per caso qualcuno ha fatto esperimento a una quota più alta o bassa dalla tua.

💡Come funziona e che reazione è avvenuta? ^

Questi scaldamano, sono delle vere e proprie batterie di calore, il liquido che si trova al loro interno è una soluzione di acetato di sodio in acqua, ma particolare: viene definita infatti soluzione supersatura o sovrasatura, vale a dire una soluzione in cui è presente più soluto di quello che in realtà la quantità di acqua presente sarebbe in grado di sciogliere. Questo tipo di soluzioni sono particolarmente instabili ed il soluto in eccesso tende a precipitare o, nel caso dell’acetato di sodio, a dare origine ad un processo di cristallizzazione dell’intero contenuto.

Questo processo è esotermico (libera energia sotto forma di calore), infatti schiacciando il disco metallico all’interno dello scaldamani si origina ciò che viene definito centro di nucleazione, che permette la cristallizzazione a cascata dell’intera soluzione, con liberazione di energia. 

La particolarità di questo tipo di cristalli così formati è che intorno ai 100°C si possono sciogliere nuovamente a dare origine alla soluzione sovrasatura di acetato di sodio in acqua, che potrà così essere utilizzata di nuovo. E’ riutilizzabile tantissime volte (500 o 1000 in alcuni casi),  basta poi averlo riscaldato brevemente in acqua bollente. 

Il gel di riempimento a base di acetato di sodio è assolutamente innocuo, ed è anche approvato come additivo alimentare E262. Si trova ad esempio come regolatore di acidità in molti tipi di frutta, verdura, pesce e insalate in conserva.