Cuando las carreteras están cubiertas por una capa de hielo, el viaje en automóvil es un peligro potencial, el uso de sal común para cubrir carreteras disuelve el hielo. Pero, ¿por qué funciona esto? Y ¿no funcionaría también el azúcar, también un compuesto blanco y cristalino, difícil de distinguir de la sal sin sabor?

Experimento

Coloque tres botellas en un congelador doméstico, que contenga un grifo agua, un segundo con una solución saturada de sal y un tercero con una solución de azúcar saturada. Verá que el agua del grifo se congela como se esperaba. El agua azucarada se convierte en un granizado con parches congelados, pero el agua salada no se congelará en absoluto. Este fenómeno demuestra la depresión del punto de congelación.

Depresión del punto de congelación

La depresión del punto de congelación se refiere a la observación de que una sustancia pura (es decir, agua) tiene un punto de fusión /congelación definido (0 ' C), pero la adición de una impureza (es decir, sal, azúcar), así como la reducción de esta temperatura, también la propaga, por lo que existe un punto de fusión /congelación menos definido y más difuso. Cuanto mayor es la cantidad de impureza, menor es el punto de fusión /congelación. En otras palabras, la depresión del punto de congelación es una propiedad coligativa. Y cuando se trata de propiedades coligativas de soluciones, es la cantidad de moléculas de soluto que importa, no el tipo de soluto. Comparando dos soluciones, cada una con la misma cantidad de sal o azúcar, la solución salina reducirá aún más el punto de congelación . Esto es porque 1 gramo de sal contiene más moléculas de sal que 1g de azúcar contiene moléculas de azúcar.

Concentración de soluto

Los químicos usan moles, una unidad igual en número al peso molecular (medido en daltons) de una sustancia, pero en gramos, para preparar una solución con un número específico de moléculas de soluto. Un mol de una sustancia tiene exactamente el mismo número de moléculas que una mol de cualquier otra sustancia. El azúcar de mesa (sacarosa), C12H22O11, tiene un peso molecular de 342 daltons. Para obtener un mol de sacarosa, pesa 342 g. La sal de mesa, NaCl, tiene un peso molecular de 58 daltons. Para obtener un mol de sal, pese 58 g. Tenga en cuenta que necesita casi seis veces más sacarosa para obtener el mismo número de moléculas en un mol de sal.

Equilibrio de hielo y agua

En condiciones normales, el agua sólida está en equilibrio con agua líquida en su temperatura de congelación estándar es de 0 ° C, lo que significa que el agua existirá de forma contenta como líquida o sólida, y comenzará a derretirse o congelarse. Por esta razón, el hielo está cubierto por una fina capa de agua. Las moléculas en la fase sólida intercambian constantemente lugares con moléculas en la fase líquida. Este comportamiento del agua hace posible usar sal para derretir hielo.

Derretir hielo

La sal rociada sobre caminos cubiertos de hielo se disuelve en la película de agua que cubre el hielo, creando una solución que ya no es más en su punto de congelación Las moléculas sólidas viajan a la fase líquida, pero ya no vuelven al sólido. Balancea las puntas hacia la fase líquida, cada vez más moléculas se encuentran en solución, derritiendo así el hielo.