O que é depressão no ponto de congelamento?

Uma depressão no ponto de congelamento ocorre quando o ponto de congelamento normal de um líquido é reduzido além do normal pela adição de um soluto. Todo líquido tem um ponto de congelamento normal; por exemplo, a água pura congela a 32 graus Fahrenheit (F) (zero graus Celsius ou C). O sal na água do mar leva a água do mar a um ponto de congelamento mais baixo que o da água pura; a água do mar ainda pode congelar, no entanto, as temperaturas em que o faz são inferiores às águas de uma fonte de água pura. Esse fato é o que possibilita a fabricação de sorvete em freezers de sorvete, quando a lata de metal no meio é cercada por gelo salgado. O derretimento do gelo pelo sal-gema permite que a mistura de sorvete perca calor na água gelada ao redor e congela o sorvete.

Os cientistas observaram que a quantidade de soluto adicionado a um líquido é diretamente proporcional à depressão do ponto de congelamento alcançada. Não apenas as moléculas em uma solução congelam a uma temperatura mais baixa, mas o resfriamento até um ponto de congelamento prossegue em um ritmo mais moderado do que em líquidos puros. A capacidade de depressão de um ponto de congelamento de uma solução é a base para o uso de sal ou areia em estradas geladas no inverno. As moléculas de sal ou areia, espalhadas pelas estradas, misturam-se com o gelo e causam derretimento, o que é particularmente útil para o gelo preto, tão perigoso para os veículos que viajam. A disseminação intensa de sal pode reduzir a depressão do ponto de congelamento a um valor tão baixo quanto zero graus F (-18 graus C).

Quando o sal é espalhado sobre o gelo, há um intercâmbio químico entre moléculas. As moléculas da superfície do gelo começam a escapar para a água derretida, e as moléculas da superfície da água ficam presas nas moléculas da superfície da água. Essa mudança entre as moléculas causa flutuações nas temperaturas de cada uma, que gradualmente aquecem e derretem o gelo restante à medida que as moléculas escapadas se derretem e aceleram. A mistura adicionada de sal introduz moléculas de matéria estranha que não se acumulam facilmente no sólido e aceleram a liquefação. Por esse motivo, qualquer substância estranha - álcool, açúcar ou sal - introduzida teria o mesmo efeito, embora o sal esteja amplamente disponível e seja mais barato de usar.

Uma depressão no ponto de congelamento é a intenção de adicionar anticongelante aos radiadores em veículos automotores. A adição de etileno glicol, principal ingrediente anticongelante, cria uma solução com água. Pessoas em climas frios diferentes podem usar porcentagens diferentes de anticongelante na água para atingir depressões diferentes; no entanto, quando há mais anticongelante na água do que o contrário, ocorre o efeito oposto e os pontos de congelamento aumentam em vez de deprimir. Recomenda-se que as laterais da garrafa anticongelante sejam lidas para determinar as melhores porcentagens a serem usadas em determinados climas.