¿Qué es la depresión del punto de congelación?

Una depresión del punto de congelación es cuando el punto de congelación normal de un líquido se baja más allá de lo normal mediante la adición de un soluto. Cada líquido tiene un punto de congelación normal; por ejemplo, el agua pura se congela a 32 grados Fahrenheit (F) (cero grados Celsius o C). La sal en el agua de mar lleva el agua de mar a un punto de congelación más bajo que el del agua pura; el agua de mar todavía puede congelarse, sin embargo, las temperaturas a las que lo hace son más bajas que las aguas de una fuente de agua pura. Este hecho es lo que permite la fabricación de helados en los congeladores de helados, cuando el recipiente de metal en el medio está rodeado de hielo salado en roca. El derretimiento del hielo por la sal de roca permite que la mezcla de helado pierda calor en el agua helada circundante y, por lo tanto, congela el helado.

Los científicos han notado que la cantidad de soluto agregado a un líquido es directamente proporcional a la depresión del punto de congelación que se logra. No solo las moléculas en una solución se congelan a una temperatura más baja, sino que el enfriamiento hasta un punto de congelación se realiza a un ritmo más moderado que en los líquidos puros. La capacidad de depresión de punto de congelación de una solución es la base para el uso de sal o arena en carreteras heladas en invierno. Las moléculas de sal o arena, que se extienden sobre las carreteras, se mezclan con el hielo y provocan derretimiento, lo que es particularmente útil para el hielo negro que es tan peligroso para los vehículos. La dispersión intensa de sal puede reducir la depresión del punto de congelación a tan solo cero grados F (-18 grados C).

Cuando la sal se extiende sobre el hielo, hay un intercambio químico entre las moléculas. Las moléculas superficiales de hielo comienzan a escapar al agua de fusión, y las moléculas superficiales de agua quedan atrapadas en las moléculas superficiales de agua. Este cambio entre las moléculas causa fluctuaciones en las temperaturas de cada una que gradualmente se calientan y derriten el hielo restante a medida que las moléculas escapadas se derriten y aceleran. La mezcla adicional de sal introduce moléculas de materia extraña que no se empaquetan fácilmente en un sólido y aceleran la licuación. Por esta razón, cualquier sustancia extraña (alcohol, azúcar o sal) introducida tendría el mismo efecto, aunque la sal está ampliamente disponible y es más barata de usar.

Una depresión en el punto de congelación es la intención de agregar anticongelante a los radiadores en los vehículos automotrices. La adición de etilenglicol, un ingrediente anticongelante principal, crea una solución con agua. Las personas en climas fríos diferentes pueden usar diferentes porcentajes de anticongelante al agua para alcanzar diferentes depresiones, sin embargo, cuando hay más anticongelante en el agua que al revés, ocurre el efecto contrario y los puntos de congelación suben en lugar de deprimirse. Se recomienda leer los lados de la botella de anticongelante para determinar los mejores porcentajes para usar en climas particulares.