¿Qué es la maduración de Ostwald?

La maduración de Ostwald es un efecto que se produce en cristales y algunas mezclas líquidas; esto sucede cuando se forman cristales más grandes o gotas de líquido mientras que desaparecen los más pequeños. El efecto es causado por diferencias en la energía molecular de cristales o gotas más grandes versus pequeños. Las estructuras más grandes tienen una energía más baja porque el centro de la gota o cristal tiene una disposición molecular estable, no es probable que se deshaga, mientras que solo la superficie exterior está disponible para formar un cristal o gota más grande. Los tamaños más pequeños son menos estables porque la superficie exterior, aunque pequeña, es probable que se conecte o se fusione con otras moléculas.

Los cambios que ocurren con la maduración de Ostwald fueron definidos por primera vez por W. Ostwald a fines del siglo XIX. La investigación inicial encontró que algunos materiales formaban cristales que se volvían más ásperos o más gruesos con el tiempo. Ostwald desarrolló la teoría de cambiar el tamaño de los cristales con el tiempo, que luego se confirmó con experimentos de laboratorio. La maduración rara vez se ve a simple vista, pero se puede determinar con un equipo de laboratorio que puede medir el tamaño de los cristales o las gotas.

Los ejemplos de maduración de Ostwald pueden ocurrir en productos de consumo comunes. El helado es un ejemplo; La maduración de Ostwald ocurre cuando se forman cristales de hielo en el helado después de haberlo guardado en un congelador. Esto hace que el helado se sienta áspero, lo que se conoce como mala sensación en la boca en la industria alimentaria. Los cristales se forman porque las moléculas de agua finamente mezcladas tienen una energía molecular inestable y quieren conectarse con otras moléculas de agua. Con el tiempo, se formarán más y más cristales de hielo que harán que el producto sea menos deseable para comer.

Algunas emulsiones, que son combinaciones de dos o más líquidos que no reaccionan ni se mezclan químicamente, pueden cambiar sus propiedades con el tiempo debido a la maduración de Ostwald. Los ejemplos de emulsiones incluyen mayonesa, cremas para la piel y muchos cosméticos líquidos. A mayor escala, este efecto se puede ver si se vierte aceite en una olla con agua. Inicialmente, las gotas de aceite pueden ser bastante pequeñas, pero con el tiempo se formarán gotas más grandes mientras que las más pequeñas desaparecen.

Los tensioactivos se pueden utilizar en cualquier proceso en el que se deba evitar o reducir la maduración de Ostwald. Estos productos químicos no reaccionan con ninguno de los ingredientes de la mezcla, sino que forman moléculas que rodean uno de los componentes de la mezcla. Este recubrimiento de surfactante interrumpe o detiene el proceso de pequeñas gotas o cristales que se fusionan en otros más grandes y da como resultado un helado que permanece cremoso o cosméticos que no desarrollan una textura granulada.

El procesamiento fotográfico utiliza reacciones químicas para formar moléculas de plata que reaccionan a la luz, dando como resultado una imagen o imagen visible. La impresión de fotografías se ha automatizado desde finales del siglo XX para fotografías de consumidores, pero la mayor parte del procesamiento se basa en el proceso químico de la plata. La maduración de Ostwald puede afectar la calidad de la imagen al cambiar el tamaño de los cristales de plata después de que se depositan en papel fotográfico. Se incluyen pasos en el revelado de impresión para detener estos efectos, lo que da como resultado un tamaño de cristal muy pequeño y una mejor calidad de impresión.