O gelo derrete mais rápido na água do que no refrigerante. Isso ocorre porque o refrigerante contém sódio (sal) e a adição de sódio faz o gelo derreter mais lentamente do que em água pura. Para que o gelo derreta, as ligações químicas que unem as moléculas de água devem ser quebradas, e quebrar as ligações sempre requer energia. Adicionar sódio a uma solução significa que é preciso mais energia para quebrar as ligações do que com água pura, o que retarda o derretimento.
Ligações de hidrogênio
A água é uma substância crítica para a vida como a conhecemos, e em parte suas propriedades únicas podem ser atribuídas a o tipo de ligação química que se forma entre os átomos nas moléculas de água e entre as próprias moléculas de água. Os átomos de oxigênio e hidrogênio nas moléculas de água são unidos por ligações de hidrogênio, que são ligações fracas que se rompem e se formam continuamente à medida que as moléculas se movem.
Significado
As moléculas de água têm muita mobilidade devido às fracas ligações de hidrogênio que as unem. É por isso que a água é líquida em temperaturas acima de 32 graus F (e abaixo de 212 graus F, onde se transforma em vapor). Quanto mais quente a temperatura, mais rápido os átomos nas moléculas se movem. Conforme a temperatura cai para 32 graus F, os átomos se movem mais lentamente até que finalmente “congelam” e cristalizam conforme a água se transforma em gelo.
Ponto de fusão
O ponto de fusão é o ponto em que o gelo muda de fase de sólido para líquido. O ponto de derretimento da água pura é 32 graus F, mas o sódio no refrigerante significa que deve estar significativamente mais frio do que 32 graus F antes que o gelo derreta no refrigerante. Isso ocorre porque o sódio diminui o ponto de derretimento do gelo, o que significa que a solução deve estar mais fria antes que o gelo derreta.
Efeito do sódio
O sódio no refrigerante diminui o ponto de fusão e faz o gelo derreter mais lentamente do que na água pura, porque com a adição de sal (ou qualquer substância), há menos moléculas de água livre disponíveis para formar ligações e "congelar" em gelo conforme a temperatura gotas. O calor deve ser removido da solução para quebrar as ligações e derreter o gelo, o que diminui a temperatura de toda a solução e o ponto de derretimento do gelo no refrigerante.
Considerações
Pessoas que vivem em climas frios podem achar o fato de que o sal reduz o ponto de derretimento do gelo um contra-senso, já que estradas com sal são a norma em áreas com neve. Mas em condições de neve, o sal mantém as estradas sem gelo. Conforme discutido aqui, a adição de sal reduz a temperatura na qual a água congela. Assim, na presença de sal, a neve derretida permanecerá líquida em baixas temperaturas, em vez de se transformar em gelo e tornar as estradas escorregadias.