El hielo es la forma sólida que toma el agua líquida cuando se enfría por debajo de 0 grados Celsius (32 grados Fahrenheit). El hielo se derrite debido a las propiedades químicas del agua. Hay más enlaces de hidrógeno entre las moléculas de hielo que en el agua. El hielo comienza a derretirse cuando su temperatura supera los 0 grados Celsius y los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua se rompen.
Estructura química del hielo
Una molécula de hielo o agua consta de dos átomos de hidrógeno unidos covalentemente a un átomo de oxígeno. Los átomos comparten electrones, lo que hace que el átomo de oxígeno lleve una carga eléctrica ligeramente negativa, mientras que los átomos de hidrógeno son ligeramente positivos, lo que da como resultado una molécula polar. Debido a esta polaridad, las moléculas de agua se atraen entre sí y forman enlaces de hidrógeno entre las moléculas.
Diferencia entre agua y hielo
Los enlaces de hidrógeno entre los átomos de hidrógeno y oxígeno son más débiles que los enlaces covalentes y controlan las propiedades físicas del agua y el hielo. Las moléculas de agua tienen enlaces de hidrógeno más fuertes entre sí en el hielo que en el agua líquida, aunque en el hielo las moléculas están más separadas, lo que hace que el hielo sea menos denso que el agua.
Derritiendo
El hielo se derrite cuando la energía térmica hace que las moléculas se muevan más rápido, rompiendo los enlaces de hidrógeno entre las moléculas para formar agua líquida. En el proceso de fusión, las moléculas de agua absorben energía. Por eso, un cubo de hielo se derrite más rápidamente por fuera y conserva su frialdad y solidez por más tiempo en el centro: la fusión es un proceso de enfriamiento. A medida que se introduce más calor, el hielo continuará derritiéndose y, si la temperatura excede el punto de ebullición, alrededor de 100ºC. grados Celsius (212 grados Fahrenheit), más enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua se romperán por completo, creando agua vapor.
Otros factores
La adición de sustancias extrañas, como sal o partículas químicas, derrite el hielo más rápidamente porque alteran el equilibrio de los procesos de fusión y congelación. Cuantas más partículas extrañas haya en su superficie, menos moléculas de agua puede capturar el hielo, lo que ralentiza el proceso de congelación. La sal se usa para derretir hielo en aceras y carreteras porque es barata y accesible, no porque sea más efectiva que otras sustancias.