martes, 19 de mayo de 2009

Enfriando champán para las ocasiones

En la entrada del 12 de octubre del pasado año, a propósito de algunos experimentos de mi amigo Harold McGee para enfriar adecuadamente las cosas sin tener que usar frigoríficos de muchas estrellas, hablábamos de las mezclas de hielo y sal que, en mi tierna infancia, hacían que emulara a los Arnoldo, los más conocidos (e italianos) artesanos del helado en mi ciudad. Pero esto de tener un Blog tiene sus exigencias y, a lo largo de este finde, un colega de Leoia me pide que le suministre datos para comparar, desde el punto de vista del desarrollo sostenible, el binomio bolsas de plástico/bolsas de papel. Para complicarme más la semana, la tertulia post-golf del domingo me puso la tarea de aclarar, con mi florido verbo, si es posible enfriar una botella de champán con alcohol y de forma más rápida que con un congelador. Y vamos con esto último, que tiene que ver con la entrada arriba mencionada.

En términos de la Química Física se conoce como mezcla eutéctica a la que se da entre dos sustancias que, a una cierta proporción entre ellas, congela a temperaturas más bajas que las sustancias que la componen. El dibujo que ilustra esta entrada es un ejemplo. Se trata de la mezcla entre agua y etilenglicol, un viejo conocido de este Blog. De hecho, la mezcla de ambos es lo que nos venden como anticongelante para el coche. Pues bien, pinchando en el gráfico para que se vea mejor, podeis constatar en el eje de la izquierda el punto de congelación del agua (0º C) y en el de la derecha el punto de congelación del etilenglicol (-14ºC). Parecería lógico pensar que mezclas de uno y otro, en diferentes composiciones, debieran congelar a temperaturas intermedias entre ambos puntos de congelación de las sustancias puras. Pues no. La naturaleza es muy rarita y hace lo que le da la gana. Y de hecho, las mezclas de ambas sustancias congelan a temperaturas que vienen dadas por las líneas que separan la zona rosa de la zona azul y la zona amarilla. En el caso más extremo, hay una composición que contiene un 63% de etilenglicol que congela a la friolera (el término viene al pelo) de -65ºC, muy lejos de las de los componentes puros. Esa composición y temperatura singulares configuran el punto eutéctico de la mezcla.

Hay varias mezclas en las que participa el hielo que presentan puntos eutécticos. La más conocida es la que mencionaba en mi post de octubre de 2008: el hielo y la sal común. Añadiendo 330 gramos de sal por kilo de hielo tenemos un eutéctico situado a -21ºC. El de la urea y el agua se obtiene añadiendo 100 gramos de urea a 1 kilo de hielo y se sitúa a -10ºC. Finalmente, el etanol (o alcohol etílico) y el hielo forman un eutéctico a -119ºC cuando mezclamos
unos 950 gramos de alcohol etílico con 50 de una mezcla de agua y de hielo. La consecuencia de estos diagramas es que si uno coge hielo, lo machaca bien, le deja que se funda un poco y empieza a adicionar alcohol de 96º (del que venden en los supermercados), mientras agita con un termómetro dentro, irá comprobando que la temperatura del sistema va bajando a medida que la cantidad de alcohol crece, hasta llegar a las inmediaciones de esos -119º C, si uno tiene suficiente paciencia y energía agitatoria.

Este asunto de enfriar rápidamente con alcohol surgió, en nuestra tertulia tras el dominical partidito de golf, porque uno de nosotros contó que un conocido suyo había ganado una apuesta de muchos euros enfriando en tiempo récord una botella de champán con una mezcla de alcohol y hielo. Y seguro que lo pudo hacer porque de acuerdo con el gráfico que podeis ver aquí, basta con poner algo más de unos 700 gramos de una mezcla de hielo y agua y adicionar algo más de 300 gramos de alcohol para tener un equilibrio hielo / disolución de alcohol en agua, que mantenga una temperatura de unos -20 ºC, similar al de un congelador al que quisiéramos batir en el enfriamiento de nuestra botella de champán. Y porque, además, como explicaba la entrada arriba mencionada, poner al vidrio en contacto directo con una mezcla frigorífica, que siempre tiene algo de líquido, es mucho más efectivo que meter la botella en un congelador a idéntica temperatura. En ese caso, el fluido refrigerador es el aire que hay en el congelador, que proporciona una menor velocidad de enfriamiento por cuestiones de conductividad térmica.

Lo que ocurre es que gastar 300 gramos de alcohol (que son más de 400 mililitros) por 700 gramos de agua y hielo para conseguir el efecto sale un poco caro. Mejor es usar la mezcla frigorífica de mi primitiva heladora (sal+hielo). A no ser que usemos muchas veces la mezcla alcohólica, para lo que la debiéramos guardar en el congelador y sólo sacarla en caso de apuro.

Aunque conociendo al ganador de la apuesta, ¡será por dinero!.

30 comentarios:

Elena dijo...

Creo que me voy a hacer adicta, este blog tuyo me tiene enganchada.

De los helados a como enfriar champan...

Gracias...

Anónimo dijo...

Yo no acabo de comprender, sobre todo, la aplicación de las mezclas eutécticas para enfriar el champán (o lo que se vaya a beber).
Entiendo que mezlando 2 líquidos (o líquido y sólido) de distinto punto de fusión-congelación se pueda obtener una mezcla cuyo punto de fusión no es la media sino bastante inferior al menor punto de congelación de los líquidos que se mezclan. Es decir, se obtiene una mezcla cuyas propiedades, concretamente el punto de fusión baja más de lo previsto (la media de los puntos de fusión de los líquidos originales).
Y esto, entiendo, quiere decir que para congelar la mezcla habrá que bajar la Tª hasta el nuevo punto de fusión (propiedad nueva). Lo que no entiendo que si se mezcla agua en unas condiciones de Tª = a 0ºC (en su punto de fusión) con alcohol a la misma temperatura 0ºC (14ºC por encima de su punto de fusión) baje la Tª de la mezcla (los 2 líquidos están a 0ºC y la mezcla quedará a 0ºC) aunque baje su punto de fusión.
Es decir, entiendo la aplicación para anticongelante de las mezclas eutécticas pero no su aplicación refrigerante o como método para ganar apuestas.

El Búho dijo...

Pues tienes muy fácil hacer la prueba. Coge hielo machacado en bastante cantidad. Echale un poco de agua de grifo. Espera un poco y míde la temperatura. Dependerá del termómetro pero andarás por 0ºC. Empieza a echarle sal de cocina en puñados generosos y agita con lo que tengas a mano. Mete el termómetro otra vez y comprobaras que está bajo cero y tanto más cuanto más sal sigas adicionando.

Si lo que quieres es una explicación del por qué, me tendrás que decir si puedo usar algún término técnico o lo tengo que contar a modo cuento de Caperucita.

Anónimo dijo...

Sí, me encantaría una explicación que pueda entender. Y lo puedes hacer utilizando los términos que precises, mientras se entienda...

Saludos y gracias por la atención.

El Búho dijo...

La explicación más sencilla que se me ocurre es partir de hielo a 0ºC y adicionar sal. Se trata de una situación en la que el sistema no está en equilibrio y busca alcanzarlo, fundiendo parte del hielo para dar agua y disolver a la sal que hemos adicionado.

Para fundirse el hielo necesita calor y si hacemos la experiencia en un recipiente suficientemente aislado del exterior (condiciones adiabáticas), como las máquinas de hacer helado comerciales, la única forma que tiene el hielo de fundirse es obtener calor de todo el resto del sistema, con lo que el conjunto hielo/sal/disolución se va enfriando.

Si tenemos poco hielo y echamos mucha sal, el hielo acaba por fundirse (aplicación de sal en carreteras heladas). Parece un contrasentido pero es que en esta aplicación la mezcla se encuentra sujeta a la temperatura del entorno que es fija (por ejemplo 5 grados bajo cero) y no tenemos nada que nos aisla de él (condiciones isotérmicas).

No es una explicación del todo correcta (habría que hablar mejor de energías libres) pero puede valer para empezar. Se puede explicar de forma más gráfica con el diagrama de fases sólido/líquido del sistema agua/cloruro sódico pero en los comentarios no puedo meter figuras.

Marco dijo...

Hola, excelente tu explicacion y tu blog, solo gustaria me explicaras; si dices que usan hielo para deshacer el hielo de las carreteras, imagino, que es mucha la cantidad de sal ocupada para dicha cantidad de hielo en la carretera. (es correcta mi afirmacion?) De ser asi, cual seria la proporcion de sal por hielo (como maximo), para tener mejor poder de enfriamiento? (obviamente sin llegar a derretirlo como sucede con las carreteras)

de antemano muchas gracias por tus post, son muy interesantes

El Búho dijo...

Lo de mucho y poco hielo es relativo. Lo importante es que si tienes hielo machacado (siempre le acompaña agua líquida) y empiezas a añadir sal en condiciones lo más adiabáticas (aislamiento del exterior) que puedas, la temperatura va bajando. La temperatura más baja que puedes alcanzar, como dice la entrada, es -21º, al añadir unos 330 gramos de sal a un kilo de hielo.

Lo de las carreteras es diferente. El hielo de la carretera y todo el ambiente está a una temperatura baja, digamos -5º. En esas condiciones isotermas (temperatura constante) uno puede conseguir que el hielo se funda con bastante menos que 330 gramos de sal por Kg de hielo.

Aunque el diagrama que he colgado en el post es el del etilenglicol/agua, puede ayudar a entender lo que he dicho arriba para la sal/agua. Si yo adiciono etilenglicol a hielo machacado, en condiciones adiabáticas, puedo bajar la temperatura hasta -65º cuando la mezcla tiene un 63% del etilenglicol. Pero si estoy en una carretera sueca a -30 (condiciones isotermas) y adiciono ese mismo 63%, y también algo menos, me situo dentro de la zona rosa del diagrama. Y ahí al hielo y al etilenglicol no les quedan más bemoles que disolverse el uno en el otro, con lo que el hielo desaparecería. Pero claro eso hay que hacerlo en zonas muy extensas de la carretera. Si lo hacemos en un trozo muy pequeñito el efecto se diluiría y volveríamos a la zona verde, donde hielo y disolución conviven (la clásica nieve sopa).

Espero haberte explicado lo que querías. A veces las cosas sencillas no son fáciles de vulgarizar.

Alex dijo...

Hola Buho...
Tengo una fábrica de hielo en barras, similar a las que se usan para el helado. En mi fabrica, se llenna unos moldes con agua natural y se los sumerge en una mezcla de agua con sal que es enfriada por un serpentín. Tengo unos equipos bastante potentes y logran congelar el hielo en los moldes en unas 6 horas. Lo que pasa es que el serpentín se va congelando tambien con el tiempo. Me dijeron que ademas de la sal, le añada alcohol a la mezcla. Tienes alguna idea de esto? Cuales serías las proporciones de agua-sal-alcohol...? Y, sera que no me convendría usar solo una mezcla de alcohol-agua?
La salmuera llega a solo -10ºC, y ahi se empiezan a congelar los caños del serpentín...
Gracias...
Alex

El Búho dijo...

No se si podré resolver el problema. Pero para empezar dos preguntas:

Cuando hablas de serpentín supongo que es uno tipo congelador, un serpentín de gas con un compresor como el de los frigoríficos. ¿O no?.

¿Cúal es la concentración de tu salmuera, aproximadamente?.

elcolico dijo...

Hola buenos días quisiera saber cómo reutilizar el agua, hielo y alcohol en caso de utilizarlo.
Es posible seguir utilizándolo? debo ponerle luego más sal? E
Muchas gracias
J.

El Búho dijo...

A la primera pregunta la respuesta no es fácil. El hielo se va disolviendo poco a poco en función del tiempo de espera y al final te quedarás solo con agua y alcohol. Tendrías que saber cuanta agua y alcohol hay en esa mezcla para ver hasta qué temperatura puedes bajar en el siguiente enfriamiento.

En cuanto a la segunda pregunta creo que te has liado. En esta mezcla de alcohol/agua y hielo no se usa sal. Hay otra mezcla frigorífica que emplea agua/hielo y sal. No se puede bajar tan abajo como con el alcohol pero también serviría. Es más barata que la que emplea alcohol.

Anónimo dijo...

La verdad es que nunca he entendido lo de la sal en las carreteras. En un día que haga -5ºC con las carreteras heladas si tenemos hielo, carretera y sal a la misma temperatura que el entorno, -5ºC, al echar la sal sobre el hielo acabamos con agua salada, carretera y entorno a -5ºC. Pero si esto es así ¿de dónde sale la energía para convertir el hielo en agua?

Juan J. Iruin dijo...

No es solo problema de energía. Echale un ojo a este post del blog de mi amigo JM López Nicolás y a ver si te queda más claro. Y si no, me vuelves a escribir y lo intento de otra forma.

https://scientiablog.com/2015/02/05/ciencia-en-la-cocina-vii-la-aparente-contradiccion-entre-los-helados-eutecticos-y-el-deshielo-de-carreteras/

Juan J. Iruin dijo...

Y lee también mis respuestas en la serie de comentarios anteriores al tuyo.

Anónimo dijo...

Pues la verdad es que no me aclara demasiado el post que dices, la explicación es bastante parecida y no aclara mi duda con la sal en la carretera. Creo que lo que falta para aclarar un poco el cacao mental que tengo es la temperatura del hielo. Es decir, ¿agua con sal a -10ºC aportará energía a un bloque de hielo a -5ºC para derretirlo y terminar con agua salada a -15ºC? Parto de la idea de que el hielo para convertirse en agua necesita energía, que a lo mejor no es lo que ocurre en estas condiciones y de ahí mi confusión.
No sé si mi duda queda más clara de esta forma o explicada con el ejemplo de la sal en la carretera.

Juan J. Iruin dijo...

Vamos por partes.

Si yo parto de una mezcla con mucho hielo y algo de agua bien mezclados y con agitacion voy añadiendo sal, la temperatura va bajando y puede hacerlo hasta las proximidades de -20º. Y eso es asi porque pasamos de un equilibrio solo entre agua liquida y agua solida (hielo) que se da a 0º a un equilibrio entre agua solida y disolucion de sal en agua que se da a temperaturas más bajas, porque una disolución de sal en aga, como el agua de mar, por efecto del soluto (sal) congela a temperaturas mas bajas que el agua pura.

Si yo parto de una carretera helada con el ambiente a -10º y empiezo a adicionar sal encima, la sustancia agua tiende a disolver a la sal, para lo cual como está como hielo tiene que fundirse. Si tu añades suficiente sal cono para que se oueda formar una disolucion suficientemente concentrada como para que congele por debajo de -10, entonces el hielo desaparecerá. Si, como suele ser habitual, en sitios donde no convivimos mucho con el hielo, no echamos la cantidad de sal adecuada, aquello será una sopa de hielo, agua y sal y la temperatura seguirá a los -10 del ambiente.

Vayamos con asuntos energéticos. No se muy bien el nivel de Termodinámica que tienes. Pero aquí no hay que pensar en términos de calor (o entalpía) aportado por la sal al agua para fundirla, cosa que no es la causa. La causa real es que la variación de energía libre de Gibbs al pasar de la mezcla sal y hielo a la disolución es negativa y, por tanto, espontánea. Y ello es así porque pasamos de dos sustancias muy ordenadas (hielo y sal, ambas capaces de formar cristales de formas geométricas) a una disolución completamente desordenada. El cambio de entropía es muy grande y hace que en el balance ∆G=∆H-T∆S, el resultado final sea negativo aun y a pesar que, en este caso concreto, la disolución de sal en agua es un proceso ligeramente endotérmico (positivo).

Anónimo dijo...

Mis conocimientos de termodinámica son de nivel de instituto, así que no sé si he entendido la explicación. ¿Quieres decir que al pasar de hielo a -5º y sal a agua salada a -5º se libera energía?
Otra duda que me queda, en todos los ejemplos de agua mezclada con hielo se dice que la mezcla está a 0º lo cual será cierto si el hielo se encuentra machacado o partía de esa temperatura. Pero si yo saco del congelador un hielo a -20º y le pongo agua, el agua enseguida alcanzará 0º derritiendo la parte exterior del hielo, pero la parte interior permanecerá a menos temperatura por la menor conductividad térmica. Mi pregunta es, ¿partiendo de hielo a -5º, agua y sal se puede llegar a agua salada a -23º simplemente removiendo, o la mezcla nunca podrá bajar de esos -5º?
Un saludo y muchas gracias por tus respuestas y tu paciencia.

Juan J. Iruin dijo...

Por mi paciencia no te preocupes. Está encantada de contestarte.

Pero me temo que si no tienes claro asuntos como la entropía y la energía libre de Gibbs va a ser un poco complicado. El concepto de energía esta siendo hoy en día prostituido por la gente de las pseudociencias y me resulta difícil saber por tus mensajes si tu identificas energía con calor transmitido entre cuerpos. Si es así, la respuesta a tu primera pregunta es NO.

Cuando se disuelve sal en agua, si mides la temperatura antes y despues de hacer la mezcla, esa temperatura baja. Lo cual quiere decir que para disolverse, la sal le roba calor al agua y, al final, la disolución está a una temperatura más baja. Otras sales, como el cloruro cálcico, al disolverse, hacen que el conjunto se caliente, lo cual es reflejo que al realizar la disolución se libera calor (quizás energía según tú, pero el calor es solo una forma de nergía).

El que la sal común le robe calor al agua para disolverse y esta última de enfríe los termodinámicos le llamamos un proceso endotérmico. Pero a pesar de ello, la sal se disuelve de forma irreversible. ¿Por qué?. Porque lo que controla el proceso no es el calor ("energía") que intercambian la sal y el agua, sino la llamada energía libre de Gibbs que es un compromiso entre el calor (entalpía) implicado y la entropía que, en términos coloquiales, tiene que ver con el mayor o menos grado de desorden de un sistema. Al disolverse, tanto la sal como el hielo pasan de formas cristalinas (ordenadas) a una disolución desordenada. Así que la respuesta a tu pregunta es que la energía libre de la disolución de sal y agua a -5ª es menor que la de la suma de la que tienen el hielo y la sal por separado a -5ª. Así que si, se libera energía pero ENERGIA LIBRE.

En cuanto al resto de tus dudas. Si tu sacas hielo del congelador y lo mezclas con agua Y DEJAS TIEMPO, llegará un momento en el que si sigue habiendo agua y hielo en presencia, la temperatura acabará siendo 0ºC y se estabilizará en ese valor MIENTRAS HAYA HIELO Y AGUA PRESENTES. Si esperas más tiermpo, el hielo acabará por fundir (porque el medio ambiente estará a 20º o lo que sea) y una vez que desparece el hielo, el agua empezará a subir su temperatura hasta alcanzar la del ambiente que le rodea. SI cuando sacas el hielo del congelador lo machacas el proceso será el mismo, PERO MAS RAPIDO, porque al machacar el hielo ofrece más superfice al agua y el intercambio de calor entre uno y otro es más eficaz.

Sobre la pregunta final. Si tu partes de una mezcla solo de agua y hielo, esté el hielo a la temperatura que esté, si añades sal y vas agitando observaras que la temperatura baja. Puede llegar hasta -23 pero conseguirlo es complicado en las condiciones que se pueden conseguir en un experimento burdo. Pero prueba, coge hielo, mezclalo con agua, mide la temperatura y añade sal. Y verás.

Y puedes seguir preguntado. Estoy jubilado y tengo todo el tiempo del mundo.

Anónimo dijo...

La verdad es que de todo lo que mencionas lo único que se me escapa es lo de la energía libre de Gibbs, aunque google me ha ayudado por lo menos de forma superficial.
Cuando mencionaba la energía me refería principalmente a calor, pero también podría ser una fuerza para que la presión derrita el hielo por ejemplo, nada de cosas místicas.
Respecto al hielo en la carretera lo que no comprendo es lo que inicia el proceso por el que se funde hielo a -5º al contacto con la sal. Hielo a -5º, sal a -5º, en un ambiente de -5º. ¿Cómo se forma la primera gota de agua?
Sobre la pregunta final en mi duda la temperatura del hielo es la clave. Que con hielo a -50º puedas conseguir agua salada a -23º no me parece nada extraordinario. Que con con hielo a -10º puedas conseguir lo mismo sí.
Sobre realizar la prueba, no es que no me crea que eso suceda, lo que pasa es que no comprendo por qué sucede.

Juan J. Iruin dijo...

La primera gota de DISOLUCION (que no de agua pura) se forma porque estando hielo y sal presentes a -5, es más estable desde el pùnto de vista de la termodinámica que el hielo conviva a esa temperatura con una disolución de sal y agua que con agua pura. Pero solo en concentraciones de una y otra que el hielo es mayoritario. Adicionando más sal, el hielo se irá fundiendo para dar más disolución pero seguirán en presencia el hielo y la disolución si -5 se mantiene constante. Hasta que la cantidad de sal llegue a un valor en el que todo el hielo tenga que fundirse para formar la disolución y ya no quede hielo.

Quizás te ayude conocer que si parto del otro extremo de concentración, un vaso con mucha sal, y voy añadiendo hielo, este se fundirá pra ir dando la disolución y desapareciendo al hacerlo. Si añadoi más hielo pasará ñlo mismo, solo que irá quedando cada vez menos sal, hasta que tras sucesivas adiciones de hielo, toda la sal deaparecerá y solo quedará disolución. Eso está implicito en el diagrama que aparece en el post de Scientia que te mandé.

En la otra pregunta estás algo equivocado, creo. Si yo junto hielo a -50 con sal a -50, no ocurre nada. Los dos se quedan sólidos y sin mezclarse. La tenperatura en torno a -23, el eutéctico, es importante por muchas cosas. En sitios que el ambiente esté por debajo de -23, no se puede fundir hielko con sal. Hay que recurrir a otros trucos. Por ejemplo, otras sales que con el agua tengan eutécticos a temperaturas más bajas. Eso está también en el diagrama del post de SCientia.

Me encantaría contártelo en persona, porque por esta vía es complicado tener "sensaciones" de tus dudas. Pero supongo que no es posible. Yo estoy en Donosti y tú, vete a saber...

Anónimo dijo...

La verdad es que sería más sencillo en persona y a ser posible con unas cañas, pero bueno. Lo de la primera gota de agua es sobre la sal en la carretera, porque si tienes hielo y sal, se necesita una primera gota de agua que se derrita del hielo para que la sal se pueda diluir en ella, y ese comienzo es el problema.
Lo del hielo a -50º es sobre la manera de enfriar una botella. Sacar del congelador hielo a -50º, machacarlo y echarle agua con sal para conseguir agua salada a -20º es donde no encuentro problema. Pero si tu congelador solo te da hielo a -5º y repites el procedimiento, es donde me falla que se consiga agua a -20º. Y tanto en el video del post que enlazaste como en otros que he visto buscando en google, no dicen nada de la temperatura del hielo.

Juan J. Iruin dijo...

Hilas fino, pero siempre hay agua líquida. Puede ser porque un coche ha pasado por encima del hielo y con la presión lo ha fundido un poco. La propia sal siempre tiene humedad y en esas concentraciones el agua no congela.

Si sacas hielo a -50 no necesitas sal para nada. La gracia del invento es que si mezclas hielo y agua a 0º ( no necesitas estar por debajo de cero) y vas añadiendo progresivamente sal la mezcla va bajando de temperatura hasta los -23 del eutectico agua/sal. Y eso es así porque lo mismo que bajo presión atmosférica la temperatura de equilibrio agua pura/hielo es 0º C, la temperatura de equilibrio entre el hielo y disoluciones con sal son temperaturas bajo cero que dependen de la concentración de sal.

Como creo que sabrás el agua de mar no funde/congela a 0ºC sino mucho más abajo.

Anónimo dijo...

De acuerdo, entonces con hielo y sal no hay una reacción espontanea. Me queda clara esa parte.

Sobre la botella, para enfriar una botella claro que necesitas agua, por la diferente conductividad térmica del agua frente al hielo. Por eso la información que falta es la temperatura del hielo. Con hielo a -5º y agua enfriarás la botella hasta 0º rápidamente. Ahora incluyendo sal la duda es si necesitas hielo a -20º para llegar a enfriarla hasta -20º o si con el mismo hielo a -5º también consigues llegar hasta -20º, porque en todos los ejemplos se omite la temperatura del hielo.

Juan J. Iruin dijo...

Ahora si que no te entiendo.

Reacción espontánea????. Quién ha hablado de reacciones?

El post dice que una botella de champán se enfría más rápido en una mezcla de hielo, sal y agua que, por ejemplo, esté a -18 ºC despues de haber adicionado sal en cantidades adecuadas, que en un congelador a esos mismos -18. La razón es que la conductividad del líquido constituido por hielo, sal y agua tiene una conductividad térmica mucho mayor que la del AIRE que rodea a la botella en el congelador.

Pero lo que no puede ser y además es imposible es que con una mezcla frigorífica de hielo, sal y agua a -5º enfriemos el champán hasta -20. ¿NO me estás tomando el pelo, verdad?.

Anónimo dijo...

Lo de reacción espontánea quería decir que a temperaturas bajo cero se necesita un algo para que empiece a derretirse el hielo, igual no elegí muy bien las palabras.
Con lo de la botella nos estamos haciendo un lío porque sigue faltando la temperatura del hielo. Si saco de mi congelador a -5º hielo a -5º, le añado agua supongamos a 0º y sal en las cantidades adecuadas, simplemente removiendo ¿puedo obtener una mezcla de agua y sal a -20º?

Juan J. Iruin dijo...

Para que quede claro lo poco importante que es la temperatura a la que esté el hielo, te voy a explicar cómo preparaban una mezcla frigorífica mis estudiantes en el laboratorio. Teníamos hielo en una máquina como las que usan en los bares, solo que el hielo sale en forma de escamas (como las que echan en las pescaderías) y se acumula en un depósito de donde lo sacamos con una pala. En un recipiente ponían mucho hielo de ese y luego le adicionaban AGUA DE GRIFO. Tras agitar un poco, lo primero que tenían que comprobar con un termómetro es que esa mezcla estaba a cero grados, la temperatura de equilibrio entre agua y hielo a presión atmosférica. No hacía falta agitar mucho para que aquello llegara a ese equilibrio. A continuación, les hacíamos añadir cantidades pesadas de sal , agitar bien y registrar la temperatura del conjunto, que iba bajando tras cada adición. Llegar a los -20 no es fácil con un experimento tan chusco, pero yo he visto a estudiantes que han llegado hasta -17.

Como ves, poco misterio sobre las condiciones iniciales.

Anónimo dijo...

Pero en ese experimento yo diría que cuando mides la temperatura de cero grados, es la temperatura del agua, no la del hielo. Al echar sal y llegar a -17º también supongo que tendrás agua y hielo mezclados con sal y ahí lo que mides vuelve a ser la temperatura del agua. Por eso mi duda es la temperatura del hielo.

Juan J. Iruin dijo...

Pues siento decirte que no. Lo que tienes en la mezcla de hielo y agua o en la hielo/sal y agua es una especie de puré. Muevas donde muevas el termómetro marca una temperatura constante si esperas el tiempo suficiente y agitas lo adecuado.

Anónimo dijo...

Entonces si no he entendido mal, hielo a -5º, agua del grifo y sal en cantidades adecuadas dan como resultado una mezcla de sal agua y hielo a -20º solo con remover bien gracias a la energía libre de Gibbs. Creo que voy a tener que dedicar más tiempo a comprender cómo sucede eso...

Juan J. Iruin dijo...

Hielo a cualquier temperatura bajo cero, con un poco de agua de grifo que permita agitar la mezcla es suficiente, sin importar que el hielo esté a -5 o -10.
El ambiente, que estará a temperatura más alta, hará que el hielo se vaya calentando. Cuando ese hielo esté a 0º y el poco agua se haya enfriado hasta esa misma temperatura por efecto del hielo, mientras haya hielo y agua en presencia, tu termómetro marcará 0º si das el tiempo suficiente para que el equilibro se alcance.