Artefacto como calefactor químico de uso fisioterapéutico
Análisis de la estructura y transformación de la materia (Gpo 5)
¿Qué es?
Este artefacto es utilizado principalmente en el alivio temporal de dolores menores asociados con la artritis, bursitis, tendinitis, dolores de espalda simples, tensiones musculares, esguinces, contusiones, calambres y más.
En química, este tipo de calentadores dependen de reacciones químicas exotérmicas para liberar calor, hay 2 tipos de calentadores químicos en donde 1 libera calor mediante la activación del aire y el otro tipo que libera calor cuando se cristaliza una solución sobresaturada ( con el acetato de sodio) a medida que se cristaliza el acetato de sodio, se libera calor.
Al tratarse de una disolución sobresaturada pues se puede alterar fácilmente y cuando sufre cualquier perturbación se produce una cristalización rápida y podría entrar lo del aumento ebulloscópico puesto que al agregar iones en este caso el acetato de sodio a un solvente puro como es el agua la temperatura de ebullición aumenta a más de 100 grados que es la normal del agua.
PHYSIOTHERAPY
Acetato de Sodio
Es la sal del ácido acético de fórmula molecular NaC2H3O2es usado comúnmente en la industria de los alimentos y medicina ya sea por sus propiedades de regulador de pH, acidez, secuestrante y conservador. También se le llama como “hielo caliente” pues en los calentadores químicos que está sobresaturada la solución de acetato de sodio este se cristaliza liberando calor en un proceso exotérmico.
Fuerzas intermoleculares y solubilidad
Considerando que el acetato de sodio se toma como una sal y las sales también se pueden considerar en su mayoría como electrolitos y asimismo al tratarse de un compuesto iónico generalmente son solubles en agua debido a su interacción ion-dipolo (ion-molécula polar) (acetato de sodio-agua) esa es la fuerza intermolecular que muestra la solubilidad.
La relación entre el artefacto y acetato de sodio es que al momento de cristalizarse el acetato de sodio transmite el calor mediante un proceso exotérmico. y hace que se sienta caliente y haga el funcionamiento que se menciona en la situación problema.
Asimismo tomando que es una disolución sobresaturada, que a cualquier irregularidad o presión se cristaliza, genera calor en su proceso exotérmico y que por el aumento de su punto de ebullición del agua gracias al acetato de sodio se crea este artefacto y asimismo su punto de congelación disminuye y se enfriará y cristalizará mucho más rápido.
Acetato de sodio y calentador térmico
Relación entre entalpía, entropía y energía libre de Gibbs
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La entalpía y entropía se relacionan a través de la temperatura, si se mantiene una temperatura constante, un aumento en la entalpía provoca un aumento de entropía y viceversa. T · ∆S = ∆H
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La energía de gibbs depende y se predice al conocer y comprender cómo interactúan la entalpía ΔH, la entropía ΔS y la temperatura T.
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La energía libre es la energía interna de un sistema, menos la cantidad de energía que no puede ser utilizada para realizar trabajo. Esta energía no utilizable está dada por la entropía de un sistema multiplicada por la temperatura absoluta del sistema.
Parámetros termodinámicos y solubilidad.
Primero se sabe que a mayor temperatura existe mayor solubilidad y cuando existe una agitación en una disolución igualmente favorece a la solubilidad, entonces para favorecer a una disolución es necesario suministrar energía entonces esto sería una solución endotérmica y se puede medir igualmente con la entalpía y asimismo el proceso de disolución aumenta con el desorden (entropía).
Solución sobresaturada, formación de cristales y calor
La formación de cristales, a partir de la agitación, agregación de una sal cristalina o en este caso de presionando el disco metálico en el interior de la bolsa en esta solución es debido a la sobresaturación que existe. Mientras se van formando dichos cristales en la solución se va liberando energía, o sea el calor latente de la solidificación generando de esta manera la liberación de calor.
Transformación de estado de agregación e involucramiento de energía
La materia está constituida por átomos y moléculas, las cuales se encuentran en constante movimiento debido a la energía. Para cada estado de agregación de la materia, los átomos y moléculas tienen cierto movimiento, por ejemplo, en los sólidos ese movimiento es menor, en el estado líquido va aumentando, y para el estado gaseoso aumenta más que en el líquido, esto ocurre debido a que mientras más energía, mayor será el movimiento de los átomos en la materia.
Los parámetros termodinámicos que están relacionados con la solubilidad son la entalpía y la entropía. Gracias a la entalpía podemos saber que tanta energía absorbe o libera un sistema, lo cual hará que se generé un cambio en la materia, además gracias a la entropía podemos saber si tal cambio es espontáneo (natural) o no espontáneo, pudiendo analizar si hay magnitudes que afectan a la solubilidad de una sustancia.
Magnitudes termodinámicas relacionadas con la solubilidad
Relación entre el carácter exotérmico o endotérmico del proceso de solubilidad y la variación de la magnitud de la solubilidad con la temperatura
Como ya sabemos la solubilidad es una propiedad de las soluciones para saber la homogeneidad de esta, para esto dependen ciertos factores como lo es la temperatura, a mayor temperatura mayor será la solubilidad.
Esto también lo podemos ver relacionado con un proceso endotérmico o exotérmico, ya que cuando el proceso de disolución es endotérmico (se absorbe calor), la solubilidad aumenta con la temperatura, pero cuando el proceso es exotérmico (se libera calor) solubilidad disminuye con la temperatura.
