Hacer humo con hielo seco es algo que resulta muy atractivo para los niños, sobre todo porque es algo muy visual con múltiples funciones, como la de decorar bebidas o hacer decoraciones divertidas para fiestas como Halloween. Este experimento sirve para demostrar los principios de sublimación y condensación, por lo que además de ser algo muy chulo y divertido también sirve para que aprendamos. Pero, ¿qué es el hielo seco? El hielo seco es en realidad dióxido de carbono solidificado. El hielo seco se llama “seco” porque nunca entra en un estado líquido a medida que se derrite, a diferencia del hielo normal que se derrite en agua líquida. El hielo seco se transforma directamente en dióxido de carbono gaseoso y los científicos se refieren a este proceso como “sublimación”.
El agua no juega un papel crítico en este proceso que no sea el de contener una cantidad sustancial de calor que se transfiere al hielo seco para sublimarlo. Se podrían usar muchos otros líquidos en lugar de agua, pero el agua es muy buena para retener el calor por su alta capacidad calorífica.
¿Qué es la condensación?
Cuando un líquido como el agua se convierte en vapor, el proceso se llama evaporación, y el proceso inverso se llama condensación. A bajas temperaturas el agua se condensará del aire en gotas muy pequeñas de agua.
El efecto producido por el hielo seco en el agua representa el mismo fenómeno a menor escala que el de las nubes. A medida que el dióxido de carbono se sublima, el dióxido de carbono en fase gaseosa todavía está bastante frío. Por eso el agua en el aire se condensa en el gas frío de dióxido de carbono a medida que se eleva por encima del agua.
Cómo conseguir hielo seco para comprender mejor el fenómeno
El hielo seco está disponible en determinadas superficies comerciales, sobre todo en aquellas dedicadas a la venta de hielo normal, y a menudo se vende en tabletas o bloques pequeños. El hielo seco funcionará mejor si no dejamos que pase más de un día desde su compra. Mientras se realiza la actividad, puedes mantener el hielo seco en una hielera para transportarlo y en un congelador durante la noche. Procura contar con varias tabletas de hielo seco antes de iniciar el estudio de la lección, pues puede que algunas se evaporen demasiado rápido.
Otros materiales que necesitaremos
- Agua
- Guantes y gafas protectoras.
- Cuenco o plato hondo (¿qué tal un caldero de bruja para hacer más misteriosa la actividad?
¿Cómo funciona el hielo seco?
¿Qué es la espesa niebla blanca que produce el hielo seco? ¿Y por qué el hielo seco no se derrite en un charco como el hielo normal? Estas serán algunas de las cuestiones que deberían quedar claras tras la realización de la actividad.
A diferencia de los cubitos de hielo de una bebida fría, el hielo seco no se derrite para convertirse en líquido. En cambio, a temperatura ambiente, cambia directamente de un sólido a un gas en el llamado proceso de sublimación.
El hielo seco es la forma sólida del dióxido de carbono, la molécula que los animales exhalan cuando respiramos y que las plantas absorben cuando realizan la fotosíntesis.
Congelar dióxido de carbono es más complicado que congelar agua, y es que el dióxido de carbono es un gas a temperatura ambiente y se congela en un punto mucho más bajo que el agua: (-78 ºC). Para hacer hielo seco, el gas de dióxido de carbono primero se enfría y presuriza para convertirse en líquido. El líquido se despresuriza y se deja expandir nuevamente en un gas. Esta expansión provoca una caída rápida de la temperatura y parte del dióxido de carbono se congela en gránulos sólidos de hielo seco. Esos gránulos se forman en trozos que se pueden usar de muchas formas, para comidas y presentaciones, para laboratorios o para recrear casas embrujadas de Halloween.
El frío del hielo podría servir también para mantener la temperatura baja, como el hielo normal, pero es bastante más peligroso que el hielo normal, por lo que no se recomienda nada más que para usos puntuales y siempre con la presencia de un adulto. Tocar hielo seco con la piel sin proteger puede llevar a la congelación instantánea, y respirar demasiado su niebla de dióxido de carbono puede provocar asfixias. Por eso es muy importante manipularlo con pinzas y mantener el hielo seco en un lugar bien ventilado y siempre con la supervisión de los mayores.
