¿Por qué explota el cloruro de sodio fundido (sal de mesa) cuando se vierte en agua fría?

Este es un gran misterio. Mi breve respuesta que quedará clara en breve es “La inflación conduce al Big Bang”. Aquí están las observaciones relevantes:

  • No es la temperatura. Si deja caer metal caliente en el agua, no explota.
  • No puede ser solo una sal fundida. Tiene que ser cloruro de sodio. Si vierte otras sales, algunas explotan pero la mayoría no.
  • No es sodio Si arroja sodio fundido caliente al agua, parpadea y reacciona violentamente con agua, pero no explota como el cloruro de sodio fundido.
  • Lo más probable es que no sea una reacción química, sino más bien física. Si verifica el pH después de la explosión, el agua sigue siendo pH neutro.

Aquí hay un buen video de YouTube que hace algunos de los experimentos.

Entonces, cuál es la respuesta. Es especulación, pero esto es lo que creo que está sucediendo.

La inflación conduce al Big Bang

Que quiero decir.

1- Cuando sueltas cloruro de sodio fundido en agua a diferencia del sodio (que es más ligero que el agua) se hunde (es más pesado que el agua).

2- La bola de sal fundida súper caliente vaporiza el agua. Una delgada película de vapor separa el agua y la superficie caliente y temporalmente la situación es estable.

3- La sal fundida no es como el estaño líquido y no tiene una gran tensión superficial, por lo que forma una bola llena de grietas y el agua penetra en algunas de las grietas.

4- El agua líquida dentro de la grieta pasa al vapor y su volumen se expande de repente 1800 veces. El área local alrededor de la grieta se infla violentamente.

5- Dado que la rápida expansión de la sal fundida externa que rodea la grieta inflada está dentro del agua y se expande más rápido que la velocidad del sonido en el agua, genera una onda de choque supersónica. La onda de choque en el agua es la explosión o Big Bang.

Gracias por una gran pregunta Realmente me divertí viendo el video y otras imágenes de este experimento una y otra vez. Y ustedes, niños de secundaria, no intenten esto sin supervisión. Se ve muy peligroso

Algunas de las respuestas solo usan la temperatura, pero como muestran otros videos, algunas otras sales y metales no muestran este efecto. No tiene nada que ver con el sodio que reacciona con el agua, ya que el sodio en NaCl ya reacciona completamente con el cloro.

Cuando los metales líquidos, etc. entran en el agua, el efecto Leidenfrost puede dar una capa de vapor que reduce la velocidad de transferencia de calor.

Mi observación del video “Lo que hicimos” sugiere que la sal puede solidificarse en la superficie en el estado vítreo en lugar de cristalino, y en una forma que recuerda los objetos de vidrio en explosión conocidos como la gota del Príncipe Rupert .

Supongo que una combinación de factores físicos conduce a tensiones considerables en el sólido, que falla con una explosión (separación rápida de partes) del sólido (como con el vidrio cae arriba). La liberación repentina del sólido en forma de muchas partículas pequeñas pero calientes proporciona un área mucho mayor para calentar el agua, lo que significa que el efecto Leidenfrost no funciona y se genera un volumen de vapor mucho mayor.

Es notable que el cloruro de sodio arroje partículas alrededor.

La combinación de factores físicos resulta ser la correcta para NaCl, pero no para algunos otros probados. Sería interesante ver cómo funcionan KCl y NaBr.

Cuando diga “sal”, supondré que se refiere a cloruro de sodio (NaCl) y no a cualquier compuesto iónico.

Las razones por las que el NaCl fundido explotará cuando entre en contacto con agua líquida son bastante simples. Un educador de secundaria donde lleves la química al grado 12 será suficiente para encontrar estas razones. Hay dos de ellos.

1- cuando el cloruro de sodio está en estado fundido, tiene una cantidad extremadamente alta, lo que le permite disociarse espontáneamente (uno de cada mil átomos de Na se separará de los átomos de Cl, cuando colisionen en el ángulo correcto, con la energía suficiente Cuando esto suceda, su átomo de sodio estará en su estado normal, con un electro de valencia. Este es un estado muy inestable y se combinará con el oxígeno del agua (H2O) dejando algo de hidrógeno. Alguien que ha visto que el desastre de Hindenburg le dirá que es altamente inflamable, incluso explosivo.

2. Esta es la razón secundaria simple. El agua está en contacto con algo extremadamente caliente, lo que hará que cualquier cosa que toque la superficie del NaCl fundido se vaporice en vapor de agua. Esto creará presión dentro del recipiente que contiene el agua, lo que hará que estalle con una gran cantidad de fuerza.

No intentes probar esto en casa niños

NaCl: la sal común no es un compuesto formado por enlaces iónicos o covalentes. ¡En realidad es una fórmula utilizada para describir su red cristalina AB! Entonces, en realidad es una sal formal. Ahora, no creo que Cl (cloro) juegue ningún papel aquí. Son los átomos de sodio cinéticamente activos los que hacen el trabajo. Como muchos de nosotros podemos saber, el sodio explota en contacto con la superficie del agua (generalmente agua fría) debido a su valor potencial de reducción negativa. ¡Incluso se quema en el aire! Pero uno puede decir cómo afecta el calor a la estructura del compuesto. Aquí hay una hipótesis: el NaCl se descompone en sus radicales libres cuando se calienta a más de 1800 grados centígrados, y cuando el radical libre de Na entra en contacto con el agua, se produce la explosión. Es solo una explicación de acuerdo con la teoría cinética de los átomos y las reacciones de radiación libre. No creo que el contenedor en el que viertes juegue ningún papel aquí.

La explosión no ocurre debido a la “sal” fundida que ocurre debido a la temperatura extremadamente alta a la que se derrite la sal. Algo similar podría observarse con el aluminio fundido aquí.

Esto sucede porque dado que el elemento está a una temperatura por encima de los 100 ° C tan pronto como el elemento fundido o compuesto toca el agua, el agua se evapora y dado que sabemos que el vapor toma un volumen mayor que el agua, se expande rápidamente perforando a través del elemento fundido o compuesto que se vierte sobre él. Esto crea el efecto de una explosión.

Esto también se mostró en un episodio de “Has sido advertido” en el canal de descubrimiento. No sé si está disponible en YouTube, pero siempre puedes buscarlo.

La sal en sí no explota, la sal fundida está tan caliente que el agua hierve al instante.

A medida que el agua entra en contacto con la sal fundida muy caliente, se disuelve rápidamente, transfiriendo su calor al agua mucho más rápido de lo que sucedería si la sal no se disolviera.

Si alguna sal fundida normalmente se disuelve bien en agua, se comportará como la sal ordinaria cuando se deja caer en agua.

Creo que es solo un efecto físico, no una reacción química.

A temperatura ambiente normal, el cloruro de sodio se disuelve en agua, pero no reacciona químicamente con el agua. No creo que el cloruro de sodio fundido sea diferente. El agua es un compuesto muy estable y no se descompone fácilmente, incluso a altas temperaturas.

Obviamente, si pones cloruro de sodio fundido en el agua, habrá una rápida transferencia de mucha energía al agua, como calor. Eso podría hacer que el agua hierva, dando un efecto explosivo.

No explota, es solo que al menos a 800C tiene una gran cantidad de energía. Esta energía es suficiente para hacer que el agua hierva localmente violentamente y expulse agua caliente. Es solo transferencia de energía térmica, sin reacción química, por lo que no se puede llamar una explosión.