Cara Menaikkan Titik Beku Air

Menurunkan titik beku air itu mudah. Yang harus Anda lakukan adalah menambahkan garam, gula atau zat terlarut lainnya. Pergi ke arah yang berlawanan dan menaikkan suhu beku air hampir tidak mudah. Bahkan, beberapa ilmuwan meragukan hal itu bisa dilakukan. Namun, meskipun mungkin benar bahwa Anda tidak dapat menaikkan titik beku dengan menambahkan zat terlarut, para peneliti telah menemukan cara lain untuk mencapai titik beku air yang sangat dingin. Salah satunya dengan menggunakan listrik, dan yang lainnya adalah dengan menambahkan alkohol atau testosteron. Metode ini hanya bekerja dengan air murni.

Proses pembekuan air diperumit oleh fakta bahwa air adalah molekul polar, yang berarti bahwa, meskipun muatan bersihnya nol, ia memiliki ujung positif dan negatif, seperti magnet. Molekul air mengikat secara elektrik satu sama lain dan dengan kotoran di dalam air dengan membentuk ikatan hidrogen, dan mereka bergabung menjadi es lebih mudah jika air mengandung kotoran. Jika Anda dapat menemukan cara untuk menangguhkan tetesan air murni di udara tanpa menyentuh apa pun, itu bisa tetap dalam keadaan cair pada suhu di bawah 0 derajat Celcius (32 derajat Fahrenheit). Air superdingin tersebut dapat tetap dalam keadaan cair sampai suhu turun ke -40 C (-40 F).

Menambahkan alkohol ke air, bagaimanapun, mengubah perilakunya. Ketika didinginkan, alkohol membentuk segi enam seperti es, dan tetesan air bergabung di sekitar ini bukannya mengambang bebas di sekitar satu sama lain. Struktur heksagonal memberikan jenis stabilitas yang sama dengan pengotor padat. Dengan menambahkan alkohol, para ilmuwan telah menemukan bahwa mereka dapat menaikkan titik beku air murni hingga 0 C.

Ilmuwan Israel mencoba pendekatan berbeda untuk menaikkan suhu di mana air yang sangat dingin akan membeku. Mereka menciptakan sel bermuatan dengan menempatkan kristal piroelektrik di dalam silinder tembaga. Mereka menempatkan sel-sel ini di ruangan yang lembab dan menurunkan suhu sampai air mulai mengembun pada kristal. Mereka terus menurunkan suhu dan menemukan bahwa tetesan membeku pada -12,5 C (9,5 F) pada permukaan yang tidak bermuatan, tetapi pada permukaan yang bermuatan positif, mereka membeku pada -7 C (19,4 C). Pada permukaan bermuatan negatif, air membeku pada -18 C (-0,4 F).

Eksperimen itu menghasilkan hasil yang lebih mengejutkan. Para peneliti menemukan bahwa tetesan air tetap cair pada permukaan bermuatan negatif selama 10 menit pada -11 C (12,2°F), tetapi ketika muatannya hilang, mereka dapat menyebabkan tetesan membeku dengan menaikkan suhu ruangan menjadi -8 C (17,6 F). Alasannya adalah bahwa menaikkan suhu kamar menghasilkan muatan positif pada kristal.

Para ilmuwan tahu bahwa menambahkan jelaga ke air murni meningkatkan titik beku sekitar 7 derajat Celcius, tapi itu tidak seberapa dibandingkan dengan hormon testosteron pria. Dapat menaikkan titik beku air murni yang telah didinginkan dari -40 C hingga setinggi -1 C (30,2 F). Para peneliti tidak yakin bagaimana cara kerjanya, tetapi mereka menduga mekanismenya mirip dengan alkohol.

Jumlah yang dapat Anda turunkan titik beku air tergantung pada konsentrasi zat terlarut yang Anda tambahkan, tetapi Anda tidak dapat menurunkan titik beku tanpa batas. Faktanya, titik nol skala Fahrenheit (-17,8 C) didefinisikan sebagai suhu beku larutan jenuh air garam. Tidak ada lagi garam yang akan larut dalam larutan jenuh, jadi 0 F adalah suhu terendah di mana Anda dapat menurunkan titik leleh air dengan garam. Namun, dimungkinkan untuk mendinginkan air agar tetap dalam keadaan cair pada suhu yang lebih rendah. Peneliti Universitas Utah telah menentukan suhu di mana air benar-benar harus membeku menjadi -48 C (-55 F).