Por Kevin Beck | Actualizado el 24 de marzo de 2022
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Todo el mundo ha sido testigo de la transformación de un líquido en hielo sólido o al revés. Comprender cuándo se produce este cambio de fase es esencial para la vida cotidiana, desde conducir con seguridad en invierno hasta cocinar y realizar experimentos científicos.
La mayoría de las sustancias existen en tres fases (sólida, líquida o gaseosa) según la temperatura y la presión. El agua es única porque puede ser sólida y líquida a temperaturas cómodamente bajas y se convierte en gas a 100°C (212°F), una temperatura accesible para la mayoría de las personas. La transición de sólido a líquido se llama fusión; lo contrario, de líquido a sólido, es congelación o solidificación. Cuando un líquido se convierte en gas, está hirviendo , mientras que el proceso inverso es la condensación . En casos raros, un sólido puede pasar por alto la fase líquida y convertirse directamente en gas mediante sublimación. , o un gas puede depositarse directamente sobre una superficie sólida.
El punto de congelación de una sustancia depende de su estructura molecular. Por ejemplo, el agua tiene un punto de congelación relativamente alto de 0°C porque sus enlaces de hidrógeno se “bloquean” fácilmente, mientras que el alcohol etílico (CH₃CH₂OH) se congela a –114°C (–174°F). Cuando se mezclan diferentes líquidos o cuando un sólido se disuelve en un líquido, el punto de congelación de la mezcla resultante cambia de manera predecible según los componentes involucrados.
En una solución, el sólido disuelto se llama soluto y el liquido que lo lleva es el disolvente . La adición de un soluto reduce el punto de congelación del disolvente, un fenómeno conocido como depresión del punto de congelación. , una propiedad coligativa clásica . El efecto depende del número de partículas producidas por el soluto, no de su identidad química.
La sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve en agua y reduce su punto de congelación, por lo que en invierno los equipos de carretera esparcen sal para derretir el hielo. El NaCl se disocia en dos iones (Na⁺ y Cl⁻), por lo que cada mol de sal produce dos partículas que reducen el punto de congelación. Un soluto que produzca más partículas por unidad de fórmula reduciría aún más el punto de congelación.
Utilice una calculadora del punto de congelación en línea para buscar las temperaturas de líquidos comunes en grados Celsius, Fahrenheit y Kelvin. Comparar los puntos de congelación de diferentes sustancias puede revelar patrones relacionados con sus estructuras moleculares.
