Crecer desde lo alto

Asunción María Hidalgo Montesinos

Facultad de Química. Universidad de Murcia

Este experimento suele ser conocido como “hielo instantáneo”, ya que parece “congelarse” de inmediato un líquido con la apariencia del agua. Curiosamente, es el fundamento de esas bolsas que se encuentran en algunos comercios, que crean frío (hielo), con solo golpear el interior de la bolsa. Pero antagónicamente, es el proceso inverso al que nos referimos el que causa tal efecto “endotérmico” (proceso que absorbe energía del medio).

A la hora de crear cristales de acetato sódico nos vamos a basar en el principio de la solubilidad. La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia de disolverse en un disolvente. Cuanto mayor sea su solubilidad, mayor cantidad de esa sustancia podremos disolver.

Cuando una disolución no admite más soluto, a una temperatura dada se dice que está saturada a dicha temperatura. Pero si elevamos la temperatura es posible disolver una mayor cantidad de soluto que, generalmente, precipitará al enfriar.

En ocasiones, es posible que no ocurra tal precipitación y la disolución es inestable, de modo que al agregar un núcleo de cristalización, ocurre rápidamente la cristalización.

Pero…¿Qué es la cristalización? Podría definirse como la operación de transferencia de materia y energía en la que se forma un sólido desde una fase homogénea. Y para que esto suceda, debe existir sobresaturación.

El objetivo se centra en preparar una disolución sobresaturada y observar cómo ocurre la cristalización al introducir en la disolución sobresaturada un núcleo de cristalización.
Para ello, se calentará agua en la que se disolverá gran cantidad de acetato de sodio. Una vez obtenida la disolución, se dejará enfriar en el frigorífico. Y una vez fría, se podrán crear cristales de acetato de sodio. Para ello se utilizará un “cristal semilla”, que se introducirá en el recipiente que alberga la solución. Este cristal facilitará que se depositen los iones de la disolución en sus caras, permitiendo un crecimiento más o menos ordenado de los cristales de la sal.
Esta práctica está orientada para un nivel de Educación Secundaria.

Objetivos generales:
Adquisición, no solo de conocimientos científicos, sino también, de una metodología que les permita analizar y procesar la información.
Favorecer el desarrollo intelectual de los discentes mediante la realización de experiencias concretas, el hecho de practicar la inferencia y la toma de decisiones

Objetivos específicos
Entender el concepto de cristalización, saturación y sobresaturación.
Comprender el mecanismo de cristalización a partir de una disolución saturada de acetato de sodio.

Práctica integrada en:
2º ESO. Bloque 3: Los cambios químicos
Cambios físicos y cambios químicos
La reacción química
3º ESO. Bloque 3: Los cambios químicos
Cambios físicos y cambios químicos
La química en la sociedad y el medio ambiente

4º ESO. Bloque 3: Los cambios químicos
Reacciones y ecuaciones químicas

Tiempo estimado de 30 minutos.

• Un vaso de precipitados Pirex de 250 mL
• Un vidrio de reloj o una cápsula de porcelana
• Una varilla de vidrio
• Placa calefactora de laboratorio
• NaCH3COO 3H2O (100 gramos o más)

Para realizar la experiencia deben utilizarse guantes y gafas de seguridad. Las reacciones deben llevarse a cabo en áreas bien ventiladas. Debe observarse una especial precaución al manejar las placas calefactoras. No tocar nunca la placa caliente.

1. Pesar como mínimo 100 gramos de acetato de sodio trihidrato.
2. Añadir un 10% en peso de agua y calentar suavemente, removiendo con una varilla hasta que se disuelva completamente y empiece a hervir.
3. Extraer la varilla y tapar con un vidrio de reloj o una cápsula de porcelana, para evitar que caiga polvo.
4. Dejar enfriar. Se puede acelerar el proceso colocando el vaso en un baño de agua fría.
5. Cuando la disolución se encuentra fría se colocan unos cristales de acetato de sodio en una cápsula de porcelana y se vierte lentamente la disolución sobresaturada que se ha preparado. Se observará cómo cristaliza instantáneamente formando una columna.
6. Si se tocan los cristales formados se puede comprobar que están calientes.

Es imprescindible gestionar adecuadamente los residuos.

A. Tomás Serrano, R. García Molina. Experimentos de Física y Química en tiempos de crisis. Ed. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Murcia. Depósito Legal MU-896-2015. ISBN: 978-84-16038-96-1. (2015)

A.M. Hidalgo. Práctica: CRECER HACIA ABAJO. EN: MASTERCHEM. TALLERES PARA DOCENTES, pp. 55-58. ISBN: 978-84-09-08441-8, 2019.
La magia de los cristales. Cuadernillo Ciencias Around You. Universidad de Cádiz. Disponible en:

https://rodin.uca.es/xmlui/bitstream/handle/10498/17306/CienciasAroundYou2014-Edicin6.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Imágenes de la práctica

Vídeo de la práctica

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