El agua se congela a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius), pero cuando se agrega un soluto como el azúcar, el punto de congelación cambia. Las moléculas de azúcar evitan que el agua forme enlaces de hidrógeno, que son necesarios para la solidez, y el agua tiene que volverse aún más fría antes de que llegue a su punto de congelación.

Punto de congelación

La temperatura a la que un líquido se convierte en un sólido se conoce como su punto de congelación. En teoría, el punto de fusión de un sólido debe ser el mismo que el punto de congelación del líquido. Por ejemplo, a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius), existe un equilibrio entre la congelación del agua y la fusión del hielo. Las moléculas de hielo se están derritiendo, y las moléculas de agua se pegan al hielo y se congelan al mismo tiempo. El agua se ve congelada en este punto.

Moléculas de agua

Una molécula de agua se compone de un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. La temperatura mide cuánta energía se crea moviendo moléculas. Cuando las moléculas de agua están frías, no tienen mucha energía, por lo que no se mueven mucho. En cambio, se mueven juntas y forman enlaces de hidrógeno para crear una estructura sólida llamada hielo.

Agregando azúcar al agua

Cuando agrega azúcar al agua, el agua (el solvente) se convierte en una solución ( un soluto disuelto en un solvente). Agregar azúcar interrumpe el estado líquido porque las moléculas de azúcar se mueven sin rumbo, lo que hace que las moléculas de agua líquida estén menos organizadas. Las moléculas de azúcar no se juntan con las moléculas de agua, por lo que cuando las moléculas de agua comienzan a congelarse, las moléculas de azúcar permanecen en el agua líquida. Cuando las moléculas de agua crean hielo, las moléculas de azúcar tienen un volumen más pequeño de líquido para moverse.

Depresión del punto de congelación

Las partículas de azúcar pueden disolverse solo en un solvente líquido y se ganan ' t se disuelve cuando el solvente está en estado sólido. Por lo tanto, agregar azúcar al agua disminuye el potencial químico de la solución, lo que también reduce su punto de congelación. En otras palabras, una solución de azúcar disuelta en agua debe enfriarse a una temperatura inferior a la del solvente puro para que ocurra la congelación. Cuando el punto de congelación de un líquido se reduce por la presencia de un aditivo, se produce una depresión del punto de congelación. El punto de congelación exacto está determinado por la cantidad de partículas de soluto disueltas en el solvente. Cuantas más partículas de solutos haya en el agua, mayor será la depresión del punto de congelación de la solución.