Twee soorten veranderingen, een chemische en een fysieke, kunnen het vriespunt van een stof beïnvloeden. Je kunt het vriespunt van sommige vloeistoffen verlagen door er een tweede, oplosbare stof in te mengen; zo zorgt strooizout ervoor dat smeltwater niet opnieuw bevriest bij lage temperaturen. De fysieke benadering, het veranderen van de druk, kan ook het vriespunt van een vloeistof verlagen; Het kan ook ongebruikelijke vaste vormen van een stof produceren die niet zichtbaar zijn bij normale atmosferische druk.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Antivries verlaagt het vriespunt van water, waardoor het vloeibaar blijft bij lage temperaturen. Zowel suiker als zout zullen dit ook doen, zij het in mindere mate.
Wanneer moleculen bevriezen
Elektrische krachten tussen moleculen bepalen de temperaturen waarbij een stof bevriest en kookt; hoe sterker de krachten, hoe hoger de temperatuur. Veel metalen zijn bijvoorbeeld gebonden door sterke krachten; het smeltpunt van ijzer is 1.535 graden Celsius (2.797 graden Fahrenheit). De krachten tussen watermoleculen zijn aanzienlijk zwakker; water bevriest bij nul graden C (32 graden F). Oplosmiddelmengsels en drukvariaties verminderen de krachten tussen moleculen, waardoor het vriespunt van vloeistoffen wordt verlaagd.
Het door elkaar halen
Door de ene vloeistof te mengen met een andere compatibele stof, verlaagt u het vriespunt van de vloeistof. De stoffen moeten compatibel zijn om volledige vermenging te garanderen; olie en water scheiden bijvoorbeeld en veranderen het vriespunt niet. Een mengsel van keukenzout en water heeft wel een lager vriespunt, net als een water-alcohol mengsel. Chemici kunnen het vriespunt temperatuurverschil voorspellen door een formule toe te passen die rekening houdt met de hoeveelheden van de betrokken stof en een constante geassocieerd met de tweede stof. Als u bijvoorbeeld voor water en natriumchloride rekent en het resultaat is -2, betekent dit dat het vriespunt van het mengsel 2 graden C (3,6 graden F) lager is dan voor zuiver water.
De druk wegnemen
Veranderingen in druk kunnen het vriespunt van een stof verhogen of verlagen. Over het algemeen verlagen drukken lager dan 1 atmosfeer de temperatuur waarbij een stof bevriest, maar voor water geeft een hogere druk een lager vriespunt. De kracht van een drukverandering wordt omgezet in de moleculaire krachten die al in een stof spelen. Voor water met lage druk verandert damp direct in ijs zonder vloeibaar te worden.
Geweldig heet ijs
Water heeft verschillende vaste fasen, elk waargenomen bij verschillende hoeveelheden druk. Standaardijs, dat wetenschappers "Ice I" noemen, bestaat bij atmosferische druk en heeft een karakteristieke hexagonale kristalstructuur. Bij temperaturen onder min 80 graden C (min 112 graden F) kunnen zich kubieke ijskristallen vormen uit damp bij een druk van 1 atmosfeer. Bij hoge druk vormen zich exotische soorten ijs; wetenschappers identificeren ze als Ice II tot Ice XV. Deze vormen van ijs kunnen vast blijven bij temperaturen van meer dan 100 graden C (212 graden F) - het kookpunt van water bij 1 atmosfeer druk.
