Calientamanos Químicos

No me refiero a los guantes, mitones o "manguitos" que usaban las damas como las de la ilustración para calentar sus manos a finales del siglo XIX y principios del XX.

En comercios especializados en material deportivo se encuentran unos curiosos dispositivos con el nombre de calientamanos.

Esta especie de bolsitas,como bien indica su nombre sirven para calentar las manos en deportes al aire libre (esquí, golf, trekking...) o como aplicación en alguna lesión corporal que requiera la acción del calor.

Ahora bien:¿cómo se genera el calor? y ¿por qué para que se desprenda calor tiene que romperse la bolsa de plástico en la que va envuelta?

Si observamos la etiqueta de composición aparece: carbón activo, limaduras de hierro, serrín en polvo, cloruro de sodio y agua.

El calor es generado por una reacción química que es la oxidación del hierro. 

La bolsita de celulosa es permeable al oxígeno, pero se conserva envasada al vacío hasta su utilización. Por eso el hierro no reacciona, al no estar en contacto con el oxígeno del aire. Al rasgar la bolsa entra el aire; reacciona el oxígeno con las limaduras de hierro en un proceso exotérmico (libera energía).

La oxidación del hierro es un proceso lento en piezas grandes, pero si el hierro se pulveriza conseguimos aumentar muchísimo la superficie de contacto y por eso aumenta la velocidad de reacción (recordad en el tema de cinética química los factores que afectan a la velocidad de reacción).

El agua y el cloruro sódico NaCl aceleran el proceso de oxidación. El hierro se oxida más rápidamente en el agua del mar que en el agua dulce de un río.

La misión del serrín es absorber el agua para que toda la mezcla tenga una consistencia pastosa más cómoda y sencilla de usar.

A su vez, el serrín junto con el carbón activo aumentan la capacidad calorífica del conjunto y así acumulan de manera más fácil el calor generado y aumenta la duración del efecto (el efecto puede durar de 12 a 40 horas a una temperatura de entre 56 -70ºC).

Existe otro tipo de calientamanos que son las llamadas bolsas térmicas autoactivables o "hielo caliente".

Están realizadas con acetato de sodio (CH3COONa) o etanoato de sodio, que es la sal sódica del ácido acético.

Al calentar cristales de acetato de sodio trihidratado alrededor de 100ºC se funden. Si posteriormente se enfrían, tras el proceso se obtiene una disolución supersaturada de acetato de sodio en agua.

Esta disolución es capaz de enfriarse a temperatura ambiente, por debajo de su punto de fusión que son 58ºC, sin formar cristales.

Si se presiona un disco metálico del interior de la bolsa se forma un centro de nucleación que origina la cristalización de la disolución generando acetato de sodio sólido.

Como cristaliza rápidamente liberando calor se conoce como Hot ice.