Miscela frigorifera
Una miscela frigorifera è una miscela eutettica utilizzata per mantenere valori di bassa temperatura senza la necessità di utilizzare macchine frigorifere.[1] Viene ottenuta sfruttando soluzioni acquose di opportuni sali.
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[modifica] Funzionamento
Il principio sfruttato è il seguente: se a temperatura ambiente e a pressione atmosferica costante viene mescolato del ghiaccio tritato con un sale, quale ad esempio cloruro di sodio (NaCl), si viene e creare un sistema formato da due fasi solide (il ghiaccio e il sale) e una fase liquida rappresentata dalla soluzione formata dal sale discioltosi nella piccola quantità di acqua presente. Queste tre fasi non possono contemporaneamente coesistere a temperatura ambiente, per essere all'equilibrio il sistema dovrebbe essere costituito da una fase liquida omogenea (acqua contenente ioni del sale). Il sistema comincia quindi a formare una fase liquida con il ghiaccio che fonde sciogliendo il sale.
La fusione è un processo endotermico, cioè richiede calore dall'ambiente circostante. Se sono state mescolate le opportune quantità di ghiaccio e sale, il ghiaccio continua a fondersi fino al raggiungimento della temperatura di -21,3 °C. Questa è la temperatura eutettica, e a questo valore di temperatura ghiaccio, sale e soluzione di acqua e sale sono all'equilibrio. Raggiunta la temperatura eutettica, nella quale le tre fasi sono in condizione di equilibrio, il sistema è invariante (ν = c+1-f = 2+1-3 = 0, ricordando che il parametro pressione è già fissato sul valore atmosferico costante) e mantiene un valore costante di temperatura fino a quando non viene fuso tutto il ghiaccio o sciolto tutto il sale. Quando è verificata una di queste condizioni il sistema non è più invariante e quindi la sua temperatura tende ad aumentare fino al raggiungimento della temperatura ambiente.
Mescolando adatte quantità di ghiaccio e sale è possibile formare miscele frigorifere efficienti e con una buona durata nel tempo (arco di ore).
[modifica] Esempi di miscele frigorifere
La tabella seguente mostra alcune comuni miscele frigorifere acquose.[1]
| Soluto | Composizione dell'eutettico (g soluto per 100 g di solvente) | Temperatura eutettica (°C) |
|---|---|---|
| KCl | 24,5 | -10,7 |
| NH4NO3 | 60 | -13,6 |
| NH4Cl | 20 | -15,4 |
| NaCl | 35 | -21,3 |
| MgCl2 | 21 | -33 |
| CaCl2 | 48 | -51 |
[modifica] Note
[modifica] Bibliografia
- S. Pasquetto; L. Patrone, Chimica Fisica Vol.3°, 4a ed., Masson, 1990. ISBN 88-214-0493-5
