¿Alguna sustancia conocida se inflama al enfriarse?

Question

Como dice el título, me interesa saber si hay alguna sustancia -o combinación de sustancias- que se encienda (o incluso que aumente su probabilidad de ignición espontánea) al enfriarse.

Nunca he oído hablar de tal cosa, ni puedo encontrarla en el libro de Atkins Química física pero es fácil que lo haya pasado por alto, ya que no sé cómo llamarlo. Buscando en Google me da información sobre sustancias que bajan el punto de congelación o de ignición de los explosivos/combustibles.

Parece que esto debería estar obviamente prohibido por motivos termodinámicos, pero no puedo descartar del todo que un cambio de fase permita ese comportamiento, por ejemplo.

Answer 1

En realidad... ¡sí! El óxido de hierro (II) es termodinámicamente inestable por debajo de $848~\mathrm K$ . Al enfriarse a temperatura ambiente (tiene que hacerlo lentamente) se desproporciona a óxido de hierro(II,III) y hierro:

$$\ce{4FeO -> Fe + Fe3O4}.$$

El hierro está en forma de polvo fino, que es pirofórico (puede prender fuego cuando se expone al aire). Se puede ver en acción aquí .

Answer 2

Dudo que la ignición pueda verse favorecida por la refrigeración, ya que para cualquier combustión se necesita calor. Además el compuesto debe emitir suficientes vapores para que se produzca la ignición y el enfriamiento, por supuesto, va en sentido contrario.

Sin embargo, algunos explosivos podrían detonar (no encenderse) si la temperatura los hace cristalizar. Las sales de cloruro de diazonio, por ejemplo, no suelen aislarse en su forma cristalina y seca porque pueden provocar explosiones en ese estado, mientras que son seguras en solución acuosa.

Answer 3

Vapor de fósforo

Fósforo rojo calentado a la presión atmosférica hasta aprox. $\pu{400 °C}$ se sublima, y al enfriarse acumula fósforo blanco:

$$\ce{P_n ->[Δ] n/4 P4}$$

que se inflama espontáneamente en el aire a la temperatura ambiente depositándose como una película en la superficie (la muestra a granel se inflama a $\pu{50 °C}$ ):

$$\ce{P4 + 5 O2 → P4O10}$$

que a veces se observa en forma de luz brillante (quimioluminiscencia), como se ve, por ejemplo, en el famoso cuadro " El alquimista descubre el fósforo " por J. Wright :

Un procedimiento publicado para la referencia [ 1 ]:

PREPARACIÓN
Obtenga dos tubos de ensayo Pyrex secos, uno de 6 pulgadas y otro de 8 pulgadas. En el tubo de ensayo de 8 pulgadas añade 0,25 g de fósforo rojo. Llena el tubo de ensayo de 6 pulgadas con 1/2 de agua fría, seca el exterior e introdúcelo en el tubo más grande. La punta caliente del tubo de ensayo más pequeño se apoyará en el cuello del tubo más grande.

DEMONSTRACIÓN
Caliente el fósforo rojo en el tubo más grande hasta que aparezca un depósito en la superficie fría del tubo interior. Deje que se enfríe. Al retirar el tubo más pequeño, el fósforo blanco del molino inferior se enciende.

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Plutonio

El plutonio a granel sólo se enciende por encima de $\pu{400 °C}$ . Sin embargo, cuando se enfría, sufre una serie de transiciones de fase y su la densidad se incrementa en aprox. $11\%$ :

Esto causa un gran problema de peligro ya que la muestra de plutonio se agrieta mientras se enfría y desarrolla una gran superficie que reacciona rápidamente con trazas de humedad en el aire formando hidruros de plutonio $\ce{PuH_{2...3}}$ y óxido de plutonio (III) $\ce{Pu2O3}$ que son pirofóricos y se inflaman espontáneamente a temperatura ambiente.

Referencias

1. Brodkin, J. Preparación del fósforo blanco a partir del fósforo rojo. Revista de Educación Química 1960 , 37 (2), A93. https://doi.org/10.1021/ed037pA93.1 .

Answer 4

Depende de cómo se enfríe. Por ejemplo, si intentas enfriar un metal alcalino por inmersión en agua, puedes obtener un reacción exotérmica rápida .