Așezați o ceașcă care conține apă pură lângă una care conține apă sărată și reduceți treptat temperatura ambiantă. La aproximativ 0 grade Celsius (32 grade Fahrenheit) apa pură se va îngheța și va îngheța treptat în timp ce apa sărată rămâne lichidă. La o anumită temperatură sub cea la care a înghețat apa dulce, și apa sărată va îngheța. Diferența reală de temperatură depinde de concentrația de sare. Motivul pentru care se întâmplă acest lucru are legătură cu prezența ionilor de sare în apă. Acestea interferează fizic cu tendința moleculelor de apă de a se alinia într-o structură cristalină.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Apa sărată are un punct de îngheț mai scăzut decât apa pură. Apa de pe suprafața gheții sărate este mai rece, astfel încât gheața se simte mai rece decât gheața de apă pură.
Ce se întâmplă când apa îngheață?
Fiecare moleculă de apă este o combinație de un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen dispuși într-un triunghi. Acest aranjament asimetric conferă moleculei o polaritate - o parte are o sarcină netă pozitivă, în timp ce cealaltă parte este negativă. Din cauza acestei polarități, moleculele sunt atrase una de cealaltă. Moleculele sunt în continuă mișcare, totuși, vibrează și se mișcă încontinuu unul în jurul celuilalt. Când scazi temperatura, moleculele încetinesc și, deoarece au mai puțină energie, încep să se lipească una de cealaltă. La punctul de îngheț, energia mișcării este atât de mică încât moleculele se unesc într-o structură solidă.
Adăugați puțină sare
Clorura de sodiu (NaCI), sau sarea de rocă, constă dintr-un ion de sodiu încărcat pozitiv și un ion de clor negativ legat împreună prin atracție electrostatică într-o structură de rețea. Când puneți sarea în apă, moleculele de apă polară rup structura și înconjoară ionii individuali, care se dispersează în soluție. Când temperatura scade, ionii interferează cu capacitatea moleculelor de apă de a forma un cristal structură, iar amestecul nu se va transforma într-un solid până când nu scade temperatura sub punctul de îngheț al purului apă. Noul punct de îngheț depinde de concentrația de sare, dar cel mai mic este de -21,1 C (-5,98 F). Acest lucru se întâmplă la saturație, când nu se va mai dizolva sare.
Gheața cu un punct de îngheț inferior se simte mai rece
Dacă ridicați un cub înghețat de apă sărată, s-ar putea să vă simțiți mai rece decât un cub de apă pură. Există câteva motive pentru aceasta. Una este că, pentru a fi înghețat, un cub de gheață cu apă sărată trebuie să fie la o temperatură mai mică decât un cub de gheață cu apă pură.
Celălalt motiv este că stratul superficial de apă de pe cub este, de asemenea, la o temperatură mai scăzută. La suprafața fiecărui cub de gheață, un proces de schimb are loc între apă în starea lichidă și solidă. Prezența sării în apă scade punctul de echilibru al acestui schimb prin scăderea punctului de îngheț al apei lichide. În consecință, apa pe care o simțiți la suprafața unui cub de apă sărată este mai rece decât cea de pe un cub de apă pură. Această dinamică împiedică și înghețarea apei care vine în contact cu gheața, motiv pentru care sarea pare să topească gheața.
