Una transición líquido-líquido en una solución acuosa sobreenfriada relacionada con la transición HDA-LDA

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Ciencias de los materiales
• La termodinámica

Sus antecedentes:

• Las anomalías termodinámicas en el agua sugieren una transición de fase potencial entre dos estados líquidos súper enfriados.
• La observación experimental de esta transición en agua pura se ve obstaculizada por la cristalización del hielo a bajas temperaturas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la posibilidad de observar una transición de fase líquida a líquida en un estado súper enfriado.
• Explorar una solución rica en agua que evite la cristalización, permitiendo el estudio de las propiedades anómalas del agua.

Principales métodos:

• Se utilizó calorimetría y espectroscopia infrarroja para analizar la solución de trifluoroacetato de hidrazinio rica en agua.
• Empleó simulaciones de dinámica molecular para comprender las estructuras de enlaces de hidrógeno y el comportamiento de fase.

Principales resultados:

• Se observó una transición de fase aguda y reversible entre dos estados líquidos homogéneos en la solución.
• Las estructuras de enlaces de hidrógeno de los estados líquidos observados se asemejan a las del agua amorfa de alta densidad (HDA) y baja densidad (LDA).
• La solución no se cristalizó al enfriarse, lo que permitió la observación de la transición líquido-líquido.

Conclusiones:

• Los hallazgos apoyan las teorías que predicen una transición de fase similar en agua pura bajo presión, siempre que se suprima la cristalización del hielo.
• Este estudio proporciona evidencia experimental de la existencia de estados líquidos superenfriados distintos en sistemas basados en agua.