A água congela a 0 graus Celsius, mas quando um soluto como o açúcar é adicionado, o ponto de congelamento muda. As moléculas de açúcar impedem que a água faça ligações de hidrogênio, que são necessárias para a solidez, e a água deve ficar ainda mais fria antes de atingir seu ponto de congelamento.

Ponto de Congelamento

A temperatura na qual Um líquido se transforma em um sólido é conhecido como seu ponto de congelamento. Em teoria, o ponto de fusão de um sólido deve ser o mesmo que o ponto de congelamento do líquido. Por exemplo, a 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius), há um equilíbrio entre o congelamento da água e o derretimento do gelo. Moléculas de gelo estão derretendo e moléculas de água estão aderindo ao gelo e congelando ao mesmo tempo. A água parece congelada neste momento.

Moléculas de Água

Uma molécula de água consiste em um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. A temperatura mede quanta energia é criada por moléculas em movimento. Quando as moléculas de água estão frias, elas não têm muita energia, então elas não se movimentam muito. Em vez disso, eles se movem juntos e formam pontes de hidrogênio para criar uma estrutura sólida chamada gelo.

Adicionando açúcar à água

Quando você adiciona açúcar à água, a água (o solvente) se torna uma solução ( um soluto dissolvido em um solvente). A adição de açúcar interrompe o estado líquido porque as moléculas de açúcar se movem sem rumo, tornando as moléculas de água líquida menos organizadas. Moléculas de açúcar não se juntam com moléculas de água, então quando as moléculas de água começam a congelar, as moléculas de açúcar permanecem na água líquida. Quando as moléculas de água criam gelo, as moléculas de açúcar têm um volume menor de líquido para se mover.

Depressão do ponto de congelamento

As partículas de açúcar são capazes de se dissolver apenas em um solvente líquido e ganham. t dissolver quando o solvente estiver em estado sólido. Portanto, a adição de açúcar à água reduz o potencial químico da solução, o que também reduz seu ponto de congelamento. Em outras palavras, uma solução de açúcar dissolvido em água deve ser resfriada a uma temperatura mais baixa que o solvente puro para que o congelamento aconteça. Quando o ponto de congelação de um líquido é reduzido pela presença de um aditivo, ocorre depressão do ponto de congelamento. O ponto de congelamento exato é determinado pela quantidade de partículas de soluto dissolvidas no solvente. Quanto mais partículas de soluto houver na água, maior a depressão do ponto de congelamento da solução.