Ho visto in una vecchia puntata di scomettiamo che, si può produrre ghiaccio usando l’allume di rocca, mi potete spiegare come si procede? Ringrazio anche per tutto quanto mettete a disposizione gratuitamente, sinceri complimenti!

L’allume di rocca è il nome comnune del minerale composto da Solfato doppio di Alluminio (Al) e Potassio (K) idrato, di formula chimica: AlK(SO₄)₂ * 12 H₂O.

Come anche i sali dello ione ammonio (NH₄⁺), alcuni solfati, tra cui l’allume di rocca, disciolti in acqua provocano l’abbassamento della temperatura della massa di soluzione stessa.

Questo effetto è provocato dalla differenza di energia positiva tra il processo di dissoluzione ed il processo di distruzione dei cristalli.

Gli ioni positivi (Al³⁺, K⁺)e negativi (SO₄^2-)dell’allume di rocca sono tenute assieme da forze reticolari (legami) principalmente elettrostatiche a cui associamo una energia reticolare. Per sciogliere i cristalli occorre spezzare questi legami fornendo energia, che viene assorbita dai cristalli. 

Durante il processo di dissoluzione dei cristalli, gli ioni vengono circondati da molecole di acqua che formano legami igrogeno, legami complessi, legami polari sempre di natura elettrostatica, con associata la loro energia. Formando questi legami si produce energia.

La differenza tra i due processi di rottura reticolare (E_ret) e di formazione di legami polari (E_pol) può essere negativa  o positiva:

Diff.En. = E_ret – E_pol = ± E_sol

Se il valore di E_sol è positivo significa che l’energia reticolare è maggiore di quella di soluzione, per cui il processo di dissoluzione necessita di energia aggiuntiva fornita dall’abiente circostante, (soluzione) che si raffreddera.

Viceversa se il valore di E_sol è negativo significa che l’energia di solubilizzazione è maggiore pertanto il processo libererà energia nell’abiente che si riscalderà.

Quello che avviene con l’allume di rocca è il caso con E_sol positivo, per cui la dissoluzione provoca assorbimento di energia dalla soluzione stessa che si raffredda. Dosando opportunamente l’acqua e l’allume si provoca l’abbasamento della temperatura della soluzione fino al punto di fusione, in certi casi si forma del ghiaccio.

Utilizzando al posto dell’acqua altri solventi volatili polari come Metanolo (CH₃OH) oppure etere etilico (C₂H₅O) in miscela con acqua oppure da soli è possibile amplificare il processo di congelamento per effetto dell’evaporazione dei solventi che sottrae ulteriore calore alla soluzione, raffreddandola più rapidamente.

Altre sostanze come il Bisolfato di Sodio (NaHSO₄) od il Cloruro di Calcio (CaCl₂) provocano invece il riscaldamento della soluzione.