Entrando in un bar ho visto una confezione di cioccolata che premendone il fondo e agitandola per un minuto, si riscaldava. Leggendo l’etichetta ho visto che nel fondo era contenuta una soluzione di cloruro di calcio; quindi come fa il cloruro di calcio una volta agitato a scaldare una bevanda? Quale principio sfrutta?

Una sostanza solida e’ tale semplicemente perché tra
le sue molecole interagiscono forze di attrazione che le tengono insieme
in una struttura geometricamente definita. Quando una sostanza solida
viene messa in un solvente (liquido) e si scioglie accade che le molecole
di solvente si insinuano tra le molecole o gli atomi della sostanza da
sciogliere (soluto) e le dividono rompendo i legami tra loro (soluto –
soluto) e formandone di nuovi  (soluto
– solvente). Da un punto di vista energetico possiamo semplificare le
cose dicendo che la rottura di un legame richiede energia, viceversa il
formarsi di un legame libera energia e trattandosi di soluzioni liberare
energia significa produrre calore.

Cosa c’entra questo con la confezione di cioccolato che si riscalda?

Normalmente questi piccoli sistemi per produrre calore sono costituiti
da un contenitore diviso in due da un setto che possa essere rotto al
bisogno. Da una parte c’e’ del cloruro di calcio anidro dall’altra qualche
decilitro di acqua. Quando si rompe il setto si mescola il cloruro di
calcio all’acqua: l’acqua scioglie il cloruro di calcio idratandolo cioè
i legami tra cloro e calcio vengono rapidamente rotti e sostituiti con
legami tra ioni cloruro e molecole di acqua e legami tra ioni calcio e
molecole di acqua. Questi nuovi legami sono molti di più e più stabili
per cui si ha liberazione di energia e quindi produzione di calore.

Per esattezza il cloruro di calcio si scioglie in acqua con grossa produzione
di calore : 17,41 kilocalorie per mole di sostanza.

Curiosamente se avessimo usato come solido il cloruro di calcio esaidrato
(con sei molecole di acqua) avremmo ottenuto l’effetto esattamente contrario.
Questo solido a contatto con l’acqua si scioglie assorbendo energia e
quindi raffreddandosi, evidentemente i legami che ha come solido sono
di più e più stabili di quelli che ha in soluzione. L’energia che assorbe
dall’ambiente e’ pari a: – 4,31 kilocalorie per mole.