¿Por qué al mezclar nitrato de amoniaco y agua se obtiene una reacción endotérmica?

¿Por qué al mezclar nitrato de amoniaco y agua se obtiene una reacción endotérmica?

Las bebidas autocalentables y autoenfriables son un avance relacionado a la química que está cambiando la vida diaria de muchas personas en muchos países. Son un buen ejemplo de la aplicación del uso de reacciones para obtener un resultado de liberación o absorción de energía, conocidos como reacciones exotérmicas o endotérmicas.

Los envases de las bebidas tienen una constitución bastante simple, por debajo del líquido se ubican "cámaras" contenedoras de los reactivos que causarán nuestra reacción (en este caso, endotérmica) y nos llevará al resultado esperado. Las cámaras tienen que mantenerse unidas pero con una división entre reactivos, que evitará que nuestra reacción ocurra antes de tiempo. Una vez separados los reactivos solo es cuestión de romper la separación de los mismos para obtener en un cierto periodo tiempo, la reacción esperada.

El uso de procesos químicos relacionados al calentamiento de bebidas se ha usado desde hace ya bastantes décadas para situaciones extremistas en sus inicios, como en casos de montaña o en casos militares especiales, aunque a la actualidad ya se hayan comercializado bebidas de ese tipo en países como México, España, Italia, etc.

El nitrato de amonio es una sal de amoníaco y ácido nítrico, y su composición química es NH4NO3, o un ión de amoníaco y uno de nitrato. Esta sustancia es incolora, sólida y cristalina. Se suele usar como fertilizante, ya que el nitrógeno en este compuesto se usa fácilmente por las plantas. También se usa como explosivo en pirotecnia. Aunque es bastante estable bajo circunstancias normales, el nitrato de amonio caliente puede tener un efecto explosivo.

El agua es un líquido a temperatura ambiente y consiste en un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno por molécula de agua. Las moléculas son polares; eso es que una parte tiene una carga positiva y la otra tiene carga negativa. La polaridad del agua le da algunas propiedades únicas; puede disolver muchas sustancias diferentes, particularmente cristales iónicos, como la sal. El nitrato de amonio es una de las muchas sustancias que se disuelven en iones rápidamente en el agua.

Cuando el nitrato de amonio se disuelve en agua, se rompe en sus iones; amoníaco y nitrato. La reacción al disolverse no es usual, dado que es endotérmica y el nitrato de amonio se sentirá frío durante algún tiempo. Ni el agua ni el nitrato de amonio cambian de ninguna otra forma cuando éste se disuelve. Sin embargo, cuando está líquido o disuelto y se calienta, la solución se descompone para liberar óxido nitroso.

Lo que buscamos en la reacción es que tome calor durante el proceso de reacción, y el productos esté frío al tacto.

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