Tutti sappiamo che il ghiaccio istantaneo (quello “delle buste”) viene utilizzato nel momento in cui si verifica un trauma o una contusione su qualche parte del corpo. La sua funzione è quella di raffreddare il distretto corporeo coinvolto e portare rapidamente sollievo a chi ne fa uso. Si sfrutta in ambito ortopedico, odontoiatrico, sportivo e molto altro.
L’utilizzo del ghiaccio immediatamente dopo il trauma rientra in quelle manovre che fanno parte della “crioterapia” (o terapia del freddo). Tramite questo intervento terapico si ottengono tre effetti sul traumatizzato: un effetto analgesico, uno miorilassante e uno antiedemigeno.
Il primo effetto è abbastanza intuitivo: le basse temperature riducono la velocità di conduzione degli stimoli dolorosi lungo i nervi periferici, perciò il dolore percepito viene attenuato notevolmente.
Come effetto miorilassante si intende il fenomeno di rilassamento del muscolo. Questo avviene nel momento in cui il muscolo viene esposto a basse temperature, alle quali non riesce a rimanere contratto, “sciogliendosi” e facendo sì che la sensazione dolorosa diminuisca.
Per spiegare l’effetto antiedemigeno consideriamo che il freddo intenso applicato su una zona cutanea produce una locale vasocostrizione, ossia comporta una riduzione della portata dei vasi sanguigni. La vasocostrizione vasale locale coincide con un minor afflusso di sangue alla zona interessata e ciò impedisce quello stravaso sanguigno che genera la formazione di edema (cioè un gonfiore causato dall’accumulo di liquidi in eccesso nei tessuti del corpo).
Sapete però qual è il funzionamento del ghiaccio istantaneo? Ve lo spieghiamo noi!
La busta in cui è contenuto il ghiaccio istantaneo è fatta di TNT, cioè “Tessuto Non Tessuto”, un materiale tessile formato da una serie di fibre unite da processi meccanici, termici o chimici, ma che non richiedono il processo di trasformazione di queste fibre in filati. Vengono invece utilizzate fibre posizionate a strati, incrociate ed unite meccanicamente tramite aghi, adesivi o per mezzo del calore.
Le caratteristiche di questo materiale lo rendono perfetto per essere utilizzato come contenitore del ghiaccio istantaneo: è molto resistente, respinge l’acqua, resiste alle alte e alle basse temperature e non è abrasivo al tatto.
All’interno della confezione troviamo due sostanze distinte: acqua e nitrato d’ammonio (NH4NO3, un sale), in rapporto 1 : 1.5 (g).
L’acqua viene mantenuta separata dal sale venendo posta in una sacca interna, detta vescica, o da una membrana.
Nel momento in cui si va ad esercitare sulla busta una pressione sufficiente da rompere l’elemento separatore, acqua e nitrato d’ammonio si mischiano.
Quando il sale si scioglie in H2O, il sistema assorbe calore dall’ambiente (per questo la reazione è fortemente endotermica), le parti del corpo a contatto con la busta percepiscono quindi una sensazione di refrigerio.
La solubilizzazione del sale in acqua può essere così espressa:
La reazione tra acqua e nitrato di ammonio è molto veloce nel generare freddo. Pertanto, le buste di ghiaccio istantaneo, dopo il mescolamento delle sostanze, impiegano pochi secondi per raffreddare.
Il termine “ghiaccio istantaneo” può confondere e trarre in inganno: all’interno della busta infatti non si trova ghiaccio vero e proprio, ma acqua e NH4NO3.
La notevole velocità della reazione tra acqua e nitrato di ammonio spiega per quale ragione si utilizza il termine “istantaneo”.
La temperatura raggiunta dal ghiaccio istantaneo è compresa tra -5 e 0°C.
La busta è in grado di mantenere questa temperatura (quindi garantire un trattamento efficace) per circa 20-30 minuti, dopodichè è necessario buttarla, in quanto non più riutilizzabile.
Il nitrato d’ammonio è un solido ionico, costituito cioè da ioni carichi positivamente o negativamente, che vanno a costruire –mediante interazioni elettrostatiche – la struttura del solido.
Riportiamo di seguito gli ioni di cui stiamo parlando, cioè ione ammonio e ione nitrato, e la struttura dei solidi ionici (il diverso colore delle palline indica il segno differente delle cariche):
Questo tipo di solidi, se sono molto solubili, si sciolgono con emissione di calore.
Altri esempi di solidi ionici sono il solfato di sodio anidro Na2SO4, l’acetato di calcio Ca(CH3COO)2, il cloruro di calcio CaCl2 ed il solfato di litio idrato Li2SO4 . H2O.
Fonti:
Ghiaccio istantaneo (chimica-online.it)
Cosa è il TNT, Tessuto non Tessuto (Nonwoven) Prato (itacatnt.it)
Whitten, Davis, Peck, Stanley, “Chimica”, ed. 10, Piccin
Immagini:
Nitrato di ammonio (chimica-online.it)
Mi Mundo por Andreea Val.: Química enlaces ionicos y covalentes (mimundoandreea.blogspot.com)
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