Como aumentar o ponto de congelamento da água

Abaixar o ponto de congelamento da água é fácil. Basta adicionar sal, açúcar ou qualquer outro soluto. Ir na direção oposta e aumentar a temperatura de congelamento da água não é tão fácil. Na verdade, alguns cientistas duvidam que isso seja feito. No entanto, embora possa ser verdade que você não pode aumentar o ponto de congelamento adicionando um soluto, os pesquisadores descobriram outras maneiras de atingir o ponto de congelamento da água super-resfriada. Um é usando eletricidade e o outro é adicionando álcool ou testosterona. Esses métodos funcionam apenas com água pura.

O processo pelo qual a água congela é complicado pelo fato de que a água é uma molécula polar, o que significa que, embora sua carga líquida seja zero, ela tem uma extremidade positiva e outra negativa, como um ímã. As moléculas de água ligam-se eletricamente umas às outras e às impurezas da água, formando ligações de hidrogênio, e se aglutinam em gelo mais facilmente se a água contiver impurezas. Se você puder encontrar uma maneira de suspender uma gota de água pura no ar sem que ela toque em nada, poderia permanecer no estado líquido em temperaturas bem abaixo de 0 graus Celsius (32 graus Fahrenheit). Essa água super-resfriada pode permanecer no estado líquido até que a temperatura caia para -40 C (-40 F).

Adicionar álcool à água, entretanto, muda seu comportamento. Quando resfriado, o álcool forma hexágonos parecidos com gelo, e as gotículas de água se aglutinam ao redor deles, em vez de flutuarem livremente entre si. As estruturas hexagonais fornecem o mesmo tipo de estabilidade que as impurezas sólidas. Ao adicionar álcool, os cientistas descobriram que podem aumentar o ponto de congelamento da água pura para 0 C.

Cientistas israelenses tentaram uma abordagem diferente para aumentar a temperatura na qual a água super-resfriada congelaria. Eles criaram células carregadas colocando cristais piroelétricos dentro de cilindros de cobre. Eles colocaram essas células em uma sala úmida e baixaram a temperatura até que a água começou a se condensar nos cristais. Eles continuaram baixando a temperatura e descobriram que as gotículas congelaram a -12,5 C (9,5 F) em uma superfície não carregada, mas em uma superfície carregada positivamente, elas congelaram a -7 C (19,4 C). Em uma superfície carregada negativamente, a água congelou a -18 C (-0,4 F).

O experimento produziu um resultado ainda mais surpreendente. Os pesquisadores descobriram que as gotículas de água permaneceram líquidas em uma superfície carregada negativamente por 10 minutos a -11 C (12,2 ° F), mas quando a carga se dissipasse, eles poderiam fazer com que as gotas congelassem, aumentando a temperatura ambiente para -8 C (17,6 F). O motivo é que o aumento da temperatura ambiente gerou uma carga positiva nos cristais.

Os cientistas sabem que adicionar fuligem à água pura aumenta o ponto de congelamento em cerca de 7 graus Celsius, mas isso não é nada comparado com o hormônio masculino testosterona. Ele pode aumentar o ponto de congelamento da água pura que foi super-resfriada de -40 C para até -1 C (30,2 F). Os pesquisadores não têm certeza de como isso funciona, mas suspeitam que o mecanismo seja semelhante ao do álcool.

A quantidade que você pode diminuir o ponto de congelamento da água depende da concentração do soluto adicionado, mas você não pode diminuir o ponto de congelamento indefinidamente. Na verdade, o ponto zero da escala Fahrenheit (-17,8 C) é definido como a temperatura de congelamento de uma solução saturada de água salgada. Nenhum sal mais se dissolverá em uma solução saturada, então 0 F é a temperatura mais baixa para a qual você pode diminuir o ponto de fusão da água com sal. No entanto, é possível super-resfriar a água para que ela permaneça no estado líquido em temperaturas ainda mais baixas. Pesquisadores da Universidade de Utah determinaram que a temperatura na qual a água deve congelar é de -48 C (-55 F).