Voda se smrzava na 32 stupnjeva Fahrenheita (0 stupnjeva Celzija), ali kad se doda otopljena tvar poput šećera, točka smrzavanja se mijenja. Molekule šećera sprečavaju vodu da stvara vodikove veze potrebne za čvrstinu, a voda mora postati još hladnija prije nego što dosegne točku ledišta.
Ledište
Temperatura na kojoj se tekućina pretvara u krutinu poznata je kao točka ledišta. U teoriji, točka topljenja krutine trebala bi biti jednaka točki ledišta tekućine. Primjerice, na 32 stupnjeva Fahrenheita (0 stupnjeva Celzija) postoji ravnoteža između smrzavanja vode i otapanja leda. Molekule leda se tope, a molekule vode istodobno se lijepe i lede. Voda u ovom trenutku izgleda zamrznuto.
Molekule vode
Molekula vode sastoji se od jednog atoma kisika i dva atoma vodika. Temperatura mjeri koliko energije stvara molekula u pokretu. Kad su molekule vode hladne, nemaju puno energije, pa se ne kreću puno. Umjesto toga, kreću se zajedno i stvaraju vodikove veze stvarajući čvrstu strukturu koja se naziva led.
Dodavanje šećera u vodu
Kad u vodu dodate šećer, voda (otapalo) postaje otopina (otopljena otopljena otopina). Dodavanje šećera narušava tekuće stanje jer se molekule šećera besciljno kreću, čineći molekule tekuće vode manje organiziranima. Molekule šećera ne pakiraju se zajedno s molekulama vode, pa kad molekule vode počnu zamrzavati, molekule šećera ostaju u tekućoj vodi. Kada molekule vode stvaraju led, molekule šećera imaju manji volumen tekućine u kojoj se mogu kretati.
Depresija točke smrzavanja
Čestice šećera mogu se otopiti samo u tekućem otapalu i neće se otopiti kad je otapalo u krutom stanju. Stoga dodavanje šećera u vodu smanjuje kemijski potencijal otopine, što također smanjuje njezinu točku ledišta. Drugim riječima, otopina šećera otopljena u vodi mora se ohladiti na nižu temperaturu od čistog otapala kako bi došlo do smrzavanja. Kada se tačka smrzavanja tekućine smanji prisutnošću aditiva, dolazi do depresije točke ledišta. Točno tačka smrzavanja određuje se količinom otopljenih čestica otopljene tvari u otapalu. Što više otopljenih čestica ima u vodi, to je veća depresija točke ledišta otopine.
