Por Joy Campbell | Actualizado el 30 de agosto de 2022
Comprender el comportamiento de congelación de los líquidos es fundamental en física y química. La presencia de solutos, la temperatura y otros factores pueden alterar el punto de congelación, haciendo que algunos líquidos se congelen más rápido que otros.
Organice una investigación sencilla pidiendo a los estudiantes que comparen jugo de naranja, té, agua y leche. Cada estudiante recibe de 3 a 4 tazas, las llena hasta la mitad con un líquido diferente y las coloca en el congelador. Cada 25 minutos se inserta un palillo para comprobar si hay hielo. Los estudiantes registran el orden de congelación y comparan los resultados con su hipótesis. Normalmente, el agua corriente se congela primero porque no contiene solutos disueltos.
Los estudiantes preparan tres tazas de agua del grifo:una sin cambios, otra con una cucharada de azúcar y otra con una cucharada de sal. Después de mezclar bien, las tazas se congelan y se revisan cada 30 minutos. El resultado esperado es que el agua del grifo se congele primero, seguida del agua azucarada y el agua salada en último lugar debido a la mayor depresión del punto de congelación.
Para explorar el efecto Mpemba, los estudiantes llenan una taza con agua caliente (≈80°C) y otra con agua fría (≈5°C). Ambos se colocan en el congelador y se examinan cada 25 minutos. Contrariamente a la intuición, el agua caliente a menudo se congela antes porque se expulsan los gases disueltos, lo que reduce el número de sitios de nucleación.
En recipientes idénticos se llena un vaso con agua dulce y el otro con agua salada. Ambos se enfrían a la misma temperatura inicial y luego se congelan. Las observaciones tomadas cada 30 minutos muestran consistentemente que el agua dulce se congela más rápido, lo que confirma que los solutos reducen el punto de congelación.
Estos experimentos proporcionan evidencia práctica de propiedades coligativas y refuerzan el razonamiento científico. Para obtener más información sobre la depresión del punto de congelación, consulte la descripción general de la Sociedad Química Estadounidense en acs.org .
