Coloque uma xícara contendo água pura próxima a uma contendo água salgada e diminua gradualmente a temperatura ambiente. A cerca de 0 graus Celsius (32 graus Fahrenheit) a água pura irá congelar e gradualmente congelar enquanto a água salgada permanece líquida. A uma certa temperatura abaixo daquela em que a água fresca congelou, a água salgada também congelará. A diferença real de temperatura depende da concentração de sal. A razão pela qual isso acontece tem a ver com a presença de íons salinos na água. Eles interferem fisicamente com a tendência das moléculas de água de se alinharem em uma estrutura cristalina.

TL; DR (muito longo; não lidos)

A água salgada tem um ponto de congelamento mais baixo que água pura. A água na superfície do gelo salgado é mais fria, então o gelo parece mais frio do que o gelo de água pura.

O que acontece quando a água congela?

Cada molécula de água é uma combinação de um oxigênio e dois átomos de hidrogênio dispostos em um triângulo. Este arranjo assimétrico dá à molécula uma polaridade - um lado tem uma carga líquida positiva enquanto o outro lado é negativo. Devido a essa polaridade, as moléculas são atraídas umas pelas outras. As moléculas estão em constante movimento, no entanto, vibrando e se movendo ao redor umas das outras incessantemente. Quando você diminui a temperatura, as moléculas diminuem a velocidade e, como elas têm menos energia, elas começam a grudar umas nas outras. No ponto de congelamento, a energia do movimento é tão baixa que as moléculas coalescem em uma estrutura sólida.

Adicione algum sal

O cloreto de sódio (NaCl), ou sal de rocha, consiste íon de sódio carregado e um íon de cloro negativo ligado por atração eletrostática em uma estrutura de treliça. Quando você coloca o sal na água, as moléculas de água polar quebram a estrutura e envolvem os íons individuais, que se dispersam em solução. Quando a temperatura cai, os íons interferem na capacidade das moléculas de água de formar uma estrutura cristalina, e a mistura não se transforma em um sólido até que você baixe a temperatura abaixo do ponto de congelamento da água pura. O novo ponto de congelamento depende da concentração de sal, mas o menor pode ser de -21,1 ° C (-5,98 F). Isso ocorre na saturação, quando não há mais sal dissolvido.

Gelo com um ponto de congelamento mais baixo Feels Colder

Se você pegar um cubo de água salgada congelado, pode parecer mais frio do que um cubo de água pura. Existem algumas razões para isso. Uma é que, para ser congelado, um cubo de gelo de água salgada tem que estar a uma temperatura mais baixa do que um cubo de gelo de água pura.

A outra razão é que a camada superficial de água no cubo também está em um temperatura mais baixa. Na superfície de cada cubo de gelo, ocorre um processo de troca entre a água nos estados líquido e sólido. A presença de sal na água diminui o ponto de equilíbrio dessa troca diminuindo o ponto de congelamento da água líquida. Consequentemente, a água que você sente na superfície de um cubo de água salgada é mais fria do que em um cubo de água pura. Essa dinâmica também impede que a água que entra em contato com o gelo congele, e é por isso que o sal parece derreter o gelo.