Si abres un recipiente antihumedad en plena temporada de lluvias, verás que en el fondo se ha acumulado agua, aunque al principio solo había gránulos blancos. Aunque nadie haya echado agua, cada vez quedan menos gránulos y un líquido transparente ocupa su lugar. El sólido ha absorbido por sí solo el vapor de agua presente en el aire y ha acabado disolviéndose en el agua que absorbió. Este fenómeno se llama delicuescencia (Deliquescence).
En pocas palabras, la delicuescencia es el fenómeno por el cual un sólido absorbe humedad del aire hasta que se disuelve en el agua absorbida y forma una disolución. Muchos materiales pueden retener humedad, pero se da un nombre específico a los que atraen el agua con tanta fuerza que terminan por disolverse y pasar al estado líquido.
En este artículo veremos qué es la delicuescencia y cómo se distingue de la higroscopicidad. Después examinaremos por qué empieza a disolverse un sólido y a partir de qué humedad lo hace, qué sustancias delicuescentes encontramos en la vida cotidiana y qué precauciones conviene tomar al usarlas y manipularlas.
Sólidos que se disuelven en el agua del aire: principios y usos de la delicuescencia
¿Qué es la delicuescencia?
Para entender la delicuescencia, conviene distinguir dos propiedades que se parecen.
(1) La higroscopicidad es la capacidad de retener humedad
La higroscopicidad (Hygroscopy) es la capacidad de una sustancia para atraer y retener moléculas de agua del aire circundante. El azúcar, la miel, el papel, la madera y el nailon son ejemplos de materiales higroscópicos. La higroscopicidad también explica que, en un día húmedo, la sal del salero se humedezca y forme grumos.
(2) La delicuescencia es un caso extremo de higroscopicidad
Las sustancias muy higroscópicas llegan a disolverse en el agua que han absorbido y forman una disolución acuosa. Eso es la delicuescencia, y su principal rasgo distintivo es el cambio visible de sólido a líquido.
(3) También existe un fenómeno inverso
Algunas sustancias que contienen moléculas de agua en sus cristales liberan esa agua en contacto con aire seco y se desmoronan hasta quedar como un polvo blanco. Este fenómeno se llama eflorescencia (Efflorescence) y, en él, el agua se desplaza en sentido contrario al de la delicuescencia.
¿Cuándo empieza a disolverse un sólido?
Que se produzca la delicuescencia depende del sentido en el que se desplace el vapor de agua entre la sustancia y el aire.
(1) La diferencia de presión de vapor hace que el agua se desplace
Cuando se forma una película de agua muy fina sobre la superficie de una sustancia delicuescente, parte de la sustancia se disuelve en ella y forma una disolución concentrada. Si la presión del vapor de agua que desprende la disolución es menor que la del vapor de agua presente en el aire, el vapor del aire sigue pasando a la disolución. El agua que se incorpora disuelve más sólido y, a medida que avanza el proceso, todo el sólido pasa al estado líquido.
(2) Cada sustancia tiene un umbral de humedad
La humedad relativa a la que un sólido empieza a disolverse se llama humedad relativa de delicuescencia (Deliquescence Relative Humidity, DRH). Si la humedad del aire supera ese valor, el sólido se disuelve. Si queda por debajo, se mantiene en estado sólido.
(3) El umbral de humedad es variable
La humedad relativa de delicuescencia varía con la temperatura y, para una misma sustancia, también depende de la cantidad de agua que contenga su forma cristalina.
Los valores medidos a 25 grados muestran diferencias claras. El cloruro de magnesio tiene un umbral de aproximadamente el 33 %, el carbonato de potasio de alrededor del 43 %, el cloruro de sodio de cerca del 75 %, el cloruro de potasio de aproximadamente el 84 % y el sulfato de potasio de alrededor del 97 %. Cuanto más bajo es el valor, más seco puede estar el aire sin impedir que la sustancia se disuelva.
Sustancias delicuescentes en la vida cotidiana
La delicuescencia se observa con más frecuencia en la vida cotidiana que en el laboratorio.
- El cloruro de calcio (Calcium Chloride) se usa para absorber humedad y para retirar nieve en invierno. El líquido que se acumula en el fondo del recipiente antihumedad es una disolución acuosa de cloruro de calcio, que se forma cuando este se disuelve en el agua que ha absorbido.
- El cloruro de magnesio (Magnesium Chloride) es el componente principal de la salmuera que escurre de la sal marina obtenida por evaporación solar. Como su humedad relativa de delicuescencia es baja, cuando se apila la sal, el cloruro de magnesio absorbe humedad del aire, se disuelve y escurre.
- El hidróxido de sodio (Sodium Hydroxide) es una base fuerte conocida por su uso en la fabricación de jabón. Si el sólido queda expuesto al aire, la superficie se humedece enseguida y se vuelve pegajosa. También absorbe dióxido de carbono del aire, lo que altera sus propiedades.
- El nitrato de amonio (Ammonium Nitrate) se usa como fertilizante. En almacenes húmedos, tiende a endurecerse o a disolverse y a perder calidad.
La sal pura difícilmente se disuelve si la humedad se mantiene por debajo de un valor cercano al 75 %, mientras que la sal que conserva más salmuera se humedece con una humedad mucho menor. Por eso, la forma de almacenar la sal varía según los componentes que contenga.
Usos de la delicuescencia y precauciones
La gran capacidad de atraer agua puede aprovecharse, aunque también puede causar problemas si la sustancia se manipula mal.
(1) Desecantes para eliminar la humedad
Como las sustancias delicuescentes absorben con facilidad la humedad del aire, se usan para deshumidificar armarios y zapateros. En el laboratorio también se emplean como desecantes para eliminar el agua producida durante una reacción o la humedad presente en un gas.
(2) Semillas para la formación de nubes
Las partículas que atraen fácilmente el agua, como las diminutas partículas de sal que llegan al aire desde el mar, sirven de núcleos alrededor de los cuales se condensa el vapor de agua de la atmósfera para formar gotas. Así, la delicuescencia y la higroscopicidad también intervienen en los fenómenos meteorológicos.
(3) Es fundamental guardar estas sustancias en recipientes herméticos
El peso y la concentración de los reactivos y fertilizantes delicuescentes cambian al entrar en contacto con el aire, por lo que hay que cerrar bien los recipientes y guardarlos en un lugar con poca humedad. En los experimentos que requieren medir una cantidad exacta, es importante manipularlos con rapidez.
(4) Precaución con el líquido acumulado
El líquido que se acumula en el recipiente antihumedad es una disolución salina concentrada. Puede irritar la piel al contacto y, si se derrama, puede corroer metales o dejar manchas en el suelo. Conviene desechar los recipientes antihumedad usados con cuidado para evitar derrames.
La delicuescencia responde a un principio sencillo que depende del sentido en que se desplaza el agua entre el sólido y el aire. Gracias a esta capacidad de captar vapor de agua invisible y convertirlo en líquido, podemos reducir la humedad en la temporada de lluvias y entender por qué se humedece la sal.
Para empezar a manejar bien las sustancias delicuescentes, conviene saber que cada una comienza a disolverse a una humedad distinta y tenerlo en cuenta al decidir cómo guardarla y usarla.
