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Qué es el hielo seco
El hielo seco es la forma sólida del dióxido de carbono. Se utiliza habitualmente porque no tiene estado líquido y se sublima directamente del estado sólido al estado gaseoso. Se utiliza principalmente como agente refrigerante, pero también se emplea en las máquinas de niebla de los teatros para conseguir efectos dramáticos. Sus ventajas son que la temperatura es más baja que la del hielo de agua y que no deja ningún residuo (aparte de la escarcha incidental de la humedad de la atmósfera). Es útil para conservar los alimentos congelados (como los helados) cuando no se dispone de refrigeración mecánica.
El hielo seco se sublima a 194,7 K (-78,5 °C; -109,2 °F) a la presión atmosférica de la Tierra. Este frío extremo hace que el sólido sea peligroso de manipular sin protección contra las lesiones por congelación. Aunque generalmente no es muy tóxico, su desprendimiento de gases puede provocar hipercapnia (niveles anormalmente elevados de dióxido de carbono en la sangre) debido a su acumulación en lugares cerrados.
El hielo seco es la forma sólida del dióxido de carbono (CO2), una molécula formada por un solo átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno. El hielo seco es incoloro, inodoro y no inflamable, y puede reducir el pH de una solución cuando se disuelve en agua, formando ácido carbónico (H2CO3)[1].
Fórmula de la sublimación del hielo seco
El hielo seco es la forma sólida del dióxido de carbono. Es extremadamente frío y se sublima en gas de dióxido de carbono, por lo que es útil para una gran variedad de proyectos. Aunque es casi seguro que es más barato conseguir hielo seco en una tienda, es posible fabricarlo uno mismo utilizando un extintor de CO2 o dióxido de carbono presurizado en un tanque o cartucho. Puedes conseguir dióxido de carbono en varios tipos de tiendas (tiendas de artículos deportivos y algunas tiendas de utensilios de cocina), o puedes pedirlo por Internet.
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Cómo hacer hielo seco
El espectáculo de colores del hielo seco es una demostración química de la formación de ácido carbónico (H2CO3) por la disolución del hielo seco, la forma sólida del dióxido de carbono (CO2) en el agua.[1] El ácido carbónico es un ácido débil y las soluciones no son peligrosas. Está presente en numerosos productos de consumo, como el agua tónica, los refrescos y la cerveza. Sin embargo, las soluciones de ácido carbónico son lo suficientemente ácidas, con un pH de 4,18 a una concentración de 10 mM, como para ser registradas por muchos indicadores de pH. La demostración del color del hielo seco suele realizarse en las aulas para mostrar las propiedades del pH, la sublimación y los indicadores, sobre todo por su facilidad de montaje y su escaso peligro[2] El principal peligro es la capacidad del hielo seco de provocar congelaciones al entrar en contacto con la piel.
Este experimento proporciona una explicación eficaz de la reacción de los ácidos, las bases y los indicadores, así como de las propiedades del dióxido de carbono[3] Se añade primero una gran cantidad de indicador universal al agua para detectar el cambio de pH de la solución. A continuación, se mezclan unas gotas de amoníaco o hidróxido de sodio en la solución, lo que cambia el color de la solución a un color verde intenso. Posteriormente, se requiere la adición de hielo seco para alterar el pH de la solución desde una condición básica a una ácida[4] El ácido carbónico que se forma cuando se agrega el hielo seco a la muestra líquida y disminuye el pH. Esto altera la solución de débilmente básica a ácida identificada por el cambio de color de verde a amarillo.[5] Así, el color de la solución pasa gradualmente de verde intenso a naranja a medida que se agregan más iones de hidrógeno en la solución.[6] Simultáneamente, se genera la nube de dióxido de carbono del proceso de sublimación, cambio directo de fase sólida a gaseosa, debido a la condensación del vapor de agua en el aire.[7]
¿Es peligroso el hielo seco?
El hielo seco es un complemento mágico para cualquier fiesta. Sin él, los bailes de graduación no habrían sido lo mismo, las fiestas de Halloween no serían tan espeluznantes y los vídeos musicales de los años 80 no habrían dejado la huella indeleble que dejaron. ¿Qué es exactamente el hielo seco? A menudo se confunde con su primo frío, el nitrógeno líquido, pero el hielo seco no es más que dióxido de carbono enfriado y condensado. Se salta el proceso de fusión y se sublima directamente en gas de dióxido de carbono cuando alcanza la temperatura y la presión ambiente. El hielo seco es extremadamente frío y ronda los -109,3 grados Fahrenheit.
Cuando no se utiliza para empañar los conciertos de rock, suele emplearse para mantener fríos los productos perecederos durante el transporte. (Thomas Slate fue el primero en venderlo a los vagones de tren en 1924.) También tiene otros usos fascinantes. Por ejemplo, se utiliza para purgar de ratas la red de metro de Nueva York. Prueba a colocarlo en los bajos de un coche de RC para conseguir unos efectos muy radicales de Fast and Furious. El hielo seco se encuentra en abundancia en varios cuerpos celestes de nuestro sistema solar, como Marte y varias lunas de Urano y Neptuno. Hace siete años, la Mars Obiter Express de la NASA observó una avalancha de hielo seco cayendo por las laderas marcianas. Además, es mucho más divertido hacer algo desde cero (bajo tu propio riesgo, por supuesto). Por suerte, Popular Mechanics te ofrece una receta muy fácil para crear el espeluznante vapor tú mismo. ¿Cómo se hace el hielo seco?