Pemerintah negara bagian dan kota sering mengeluarkan garam sebagai agen penghilang lapisan es di jalan. Ia bekerja dengan efektif menurunkan suhu leleh es. Fenomena ini — dikenal sebagai depresi titik beku — juga menjadi dasar bagi berbagai proyek sains. Proyek dapat berkisar dari yang sederhana hingga yang rumit — lengkap dengan prediksi matematika — tergantung pada tingkat kelas siswa. Selanjutnya, daftar peralatan yang dibutuhkan hanya mencakup panci saus dan termometer.
Ketika padatan larut dalam air, mereka membentuk partikel kecil yang terpisah. Dalam kasus zat organik seperti gula, partikel terdiri dari molekul gula individu. Dalam kasus garam, seperti garam meja, juga dikenal sebagai natrium klorida, partikel terdiri dari ion bermuatan yang membentuk garam. Kehadiran partikel di dalam air mengganggu kemampuan molekul air untuk mengikat bersama membentuk padatan saat suhu air mendekati titik bekunya. Penurunan titik beku terjadi pada semua cairan, bukan hanya air.
Eksperimen harus memberikan perhatian khusus pada apa yang sebenarnya dia ukur dan bagaimana dia mengukurnya. Ini bermuara pada masalah mendasar untuk mengajukan pertanyaan yang tepat. Dalam kasus khusus ini, haruskah peneliti memperhatikan dirinya sendiri dengan apa yang membeku lebih cepat, atau suhu di mana pembekuan terjadi? Pertanyaan tentang apa yang membeku lebih cepat menyiratkan bahwa jika sampel air dan sampel air gula ditempatkan dalam freezer secara bersamaan, maka salah satu dari mereka akan membeku sebelum yang lain. Tapi informasi apa yang sebenarnya akan diberikan? Kecepatan pembekuan suatu zat berhubungan dengan, di antara parameter lainnya, larutan
kapasitas panas dan jumlah zat. Pilihan yang lebih baik dalam hal ini adalah mengukur suhu di mana larutan membeku karena ini menjawab pertanyaan yang lebih penting: Apakah pengotor dalam air mempengaruhi titik bekunya dan jika demikian bagaimana banyak?Ahli kimia dan fisikawan telah menetapkan dengan baik ilmu pengetahuan dan matematika di balik penurunan titik beku. Untuk siswa tingkat lanjut, atau mereka yang sangat tertarik dengan matematika, persamaan standar untuk penurunan titik beku, delta (T), dari suatu larutan adalah delta (T) = -k * m, di mana k menyatakan tetapan penurunan titik beku molal pelarut dan m menyatakan molalitas larutan, atau mol partikel dibagi dengan kilogram pelarut. Ini tampak lebih rumit daripada yang sebenarnya. Dengan asumsi bahwa air merupakan satu-satunya pelarut yang digunakan dalam percobaan, k = 1,86. Selanjutnya, gula, juga dikenal sebagai sukrosa, menunjukkan berat molekul 342,3. Persamaan penurunan titik beku sekarang disederhanakan menjadi delta (T) = -1,86 * (gram sukrosa / 342,3 / kg air). Jadi, misalnya, jika 10 gram sukrosa dilarutkan dalam 100 mL air, maka 100 mL = 100 g = 0,100 kg, dan delta (T) = -1,86 * (10 / 342,3 / 0,1) = -0,54 derajat Celcius. Dengan demikian, larutan ini harus membeku pada suhu 0,54 derajat Celcius di bawah titik beku air murni.
Menata ulang persamaan dari Langkah 3 akan memungkinkan eksperimen untuk mengukur delta (T) dan kemudian memecahkan berat molekul, MW, sukrosa. Artinya, MW = (-1,86 * gram sukrosa) / (delta (T) * kg air). Faktanya, banyak siswa kimia tingkat sekolah menengah dan perguruan tinggi melakukan eksperimen di mana mereka secara eksperimental menentukan berat molekul zat yang tidak diketahui. Metode ini juga berlaku untuk titik didih, kecuali nilai k berubah menjadi 0,52.