Como o sal diminui o ponto de congelamento da água?

Quando a temporada de inverno chega, você provavelmente já deve ter observado o departamento de rodovias espalhando sal na estrada para derreter o gelo.

E o melhor exemplo simples onde você será observado esse tipo de condição é em nossas casas. Quando estivermos nos preparando para fazer sorvete em nossas casas, usaremos o sal como um dos ingredientes para diminuir a temperatura.

Nos cenários acima, estamos usando sal.

Mas você sabia o motivo por trás disso?

Por que estamos fazendo isso?

Por que o sal diminui o ponto de congelamento da água?

Como o sal diminui o ponto de congelamento da água?

Quando você está fazendo sorvete, a temperatura ao redor da mistura de sorvete precisa ser inferior a 32 F se você quiser que a mistura congele. O sal misturado com gelo cria uma salmoura que tem uma temperatura inferior a 32 F. você adiciona sal à água gelada, abaixa a temperatura de derretimento do gelo para 0 F ou mais. A salmoura é tão fria que congela facilmente a mistura de sorvete.

Mas e em lugares como Antártica, Groenlândia e Canadá, a água fresca no ar congela em neve e cai na terra sem um estação de derretimento para se livrar dele. Com o tempo, essa neve se acumula e se compacta em uma geleira.

O ponto de congelamento típico da água doce é 0° Celsius [32° Fahrenheit]. Geralmente, as moléculas de água são compostas de moléculas de hidrogênio e água e elas se uniram em uma estrutura cristalina de gelo. Eventualmente, as moléculas se movem tão lentamente que não conseguem mais escapar das atrações intermoleculares entre as moléculas de água. Como resultado dessas forças, uma rede de moléculas de água se forma e a água se transforma em gelo.

Durante essa mudança de fase, as moléculas de água entram e saem do sólido na mesma velocidade. O sal rompe esse equilíbrio simplesmente por estar presente. Com a adição de sal, menos moléculas de água estão presentes na interface entre o líquido e o sólido. Em outras palavras, as partículas de sal impedem as moléculas de água de reentrar na fase sólida, de modo que mais moléculas de água saem e menos entram no sólido.

Quando a temperatura diminui ainda mais, as moléculas de água saem a fase sólida diminuirá ainda mais e a velocidade eventualmente se igualará à velocidade na qual as moléculas de água podem encontrar o sólido na presença de sal. Quando a taxa na qual a água deixa o sólido equilibra a taxa na qual as moléculas de água entram, um novo ponto de congelamento (mais baixo) é estabelecido.

Em média, a água do mar nos oceanos do mundo tem uma salinidade de cerca de 3,5 por cento (35 g/L, ou 0,600 M). Em outras palavras, cada quilograma de água do mar tem aproximadamente 35 gramas (1,2 onças) de sais dissolvidos – predominantemente sódio (Na ⁺ ) e cloreto (Cl ^- ) íons estão presentes. Como resultado desses sais, a água do mar é mais densa do que a água doce e a água pura. Portanto, o ponto de congelamento da água do mar diminui à medida que a concentração de sal aumenta.

Embora a salinidade da água do oceano varie, isso reduz o ponto de congelamento da água do oceano para cerca de -1,8°C ou 28,8°F. Assim, a água do oceano irá congelar.

Outro fator que afeta o congelamento da água do oceano é sua corrente oceânica. A corrente oceânica pode ser descrita como a combinação de convecção térmica para criar fluxos de água oceânica em grande escala. Esse movimento constante da água do oceano ajuda a evitar que as moléculas de água congelem no estado um tanto estacionário dos cristais de gelo. Como resultado, apenas áreas realmente frias, como o Pólo Norte ou o Pólo Sul, geralmente ficam frias o suficiente para que a água do oceano congele.

Mais significativamente, as correntes oceânicas bombeiam continuamente água quente do equatorial regiões para as regiões oceânicas mais frias.

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