Un cristal se seca como un lago ✛

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Un lago en sequía no se vacía de inmediato. Primero aparecen en la superficie islotes de tierra firme, que se expanden, se fusionan, y solo después el agua abandona el lecho expuesto. De manera similar se comporta un cristal de mirabilita cuando pierde agua: en su superficie aparecen manchas circulares de sal anhidra que crecen en anchura y luego comienzan a profundizarse.

Los químicos llaman a esto deshidratación: el sulfato de sodio decahidratado (Na₂SO₄·10H₂O) cede agua y se convierte en thenardita anhidra (Na₂SO₄). Antes se pensaba que todo el proceso podía describirse con un modelo simple, pero ahora se ha descubierto que detrás de la curva promedio de pérdida de masa se esconden dos regímenes diferentes.

La transición entre regímenes depende de la proximidad de las manchas: los islotes aislados crecen más tiempo en anchura, mientras que los rodeados de vecinos comienzan a penetrar hacia adentro más rápido. Tras la pérdida total de agua, el cristal se contrae aproximadamente un tercio y adquiere una estructura laminar con dos tipos de poros: grandes entre las capas y pequeños dentro de ellas.

La humedad del aire controla el tamaño de los nanocristales de thenardita. Con humedad baja son pequeños y alargados; con humedad alta, más grandes e isotrópicos. La comparación con otros hidratos cristalinos mostró que si durante el secado cambia el sistema cristalino, aparecen manchas circulares en la superficie, mientras que si el sistema se mantiene, surgen grietas lineales.

Esta relación entre la forma de las grietas y el mecanismo de deshidratación permite predecir, con solo mirar la superficie del cristal, qué proceso limita la reacción. Para el desarrollo de acumuladores térmicos basados en hidratos de sales, este es un método rápido para descartar materiales inadecuados sin largos experimentos cinéticos.