Por Que o Sal Abaixa o Ponto de Congelamento da Água: A Ciência Por Trás do Derretimento do Gelo

Quando a estação de inverno chega, você provavelmente já observou o departamento de estradas espalhando sal na rodovia para derreter o gelo.

E o exemplo simples onde você observará este tipo de condição é em nossas casas. Quando preparamos sorvete em casa, usamos sal como um dos ingredientes para baixar a temperatura.

Nos cenários acima, estamos usando sal.

Mas você conhece a razão por trás disso?

Por que estamos fazendo isso?

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

Como o sal abaixa o ponto de congelamento da água?

Quando você está fazendo sorvete, a temperatura ao redor da mistura de sorvete precisa ser menor que 32°F (0°C) se você quer que a mistura congele. Sal misturado com gelo cria uma salmoura que tem temperatura menor que 32°F. Quando você adiciona sal à água com gelo, você abaixa a temperatura de fusão do gelo para cerca de 0°F (-18°C) ou menos. A salmoura está tão fria que facilmente congela a mistura de sorvete.

Mas e quanto a lugares como Antártica, Groenlândia e Canadá, onde a água doce no ar congela em neve e cai na terra sem uma estação de derretimento para se livrar dela. Com o tempo, esta neve se acumula e compacta em uma geleira.

O ponto de congelamento típico da água doce é 0°C [32°F]. Geralmente, moléculas de água são compostas de hidrogênio e moléculas de água e estão ligadas em uma estrutura cristalina de gelo. Eventualmente, as moléculas se movem tão lentamente que não podem mais escapar das atrações intermoleculares entre moléculas de água. Como resultado destas forças, uma rede de moléculas de água se forma e a água se torna gelo.

Durante esta mudança de fase, moléculas de água entram e saem do sólido na mesma taxa. O sal rompe este equilíbrio simplesmente por estar presente. Com a adição de sal, menos moléculas de água estão presentes na interface entre líquido e sólido. Em outras palavras, partículas de sal bloqueiam as moléculas de água de reentrar na fase sólida, então mais moléculas de água estão saindo e menos estão entrando no sólido.

Quando a temperatura abaixa ainda mais, as moléculas de água saindo da fase sólida desaceleram ainda mais e a taxa eventualmente igualará a taxa na qual moléculas de água podem encontrar o sólido na presença de sal. Quando a taxa na qual a água sai do sólido equilibra a taxa na qual moléculas de água entram, um novo ponto de congelamento (mais baixo) é estabelecido.

Em média, a água do mar nos oceanos do mundo tem salinidade de cerca de 3,5% (35 g/L, ou 0,600 M). Em outras palavras, cada quilograma de água do mar tem aproximadamente 35 gramas (1,2 oz) de sais dissolvidos - predominantemente íons sódio (Na⁺) e cloreto (Cl⁻) estão presentes. Como resultado destes sais, a água do mar é mais densa que tanto água doce quanto 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 abaixa o ponto de congelamento da água do oceano para cerca de -1,8°C ou 28,8°F. Então a água do oceano congelará.

Outro fator que afeta o congelamento da água do oceano é sua corrente oceânica. Corrente oceânica pode ser descrita como convecção térmica combinada para criar fluxos em larga escala de água do oceano. Este movimento constante da água do oceano ajuda a manter as moléculas de água de congelar no estado um tanto estacionário de cristais de gelo. Como resultado, apenas áreas realmente frias, como Polo Norte ou Polo Sul, geralmente ficam frias o suficiente para a água do oceano congelar.

Mais significativamente, as correntes oceânicas continuamente bombeiam água quente das regiões equatoriais para as regiões oceânicas mais frias.

© WOC Article
Para contatar o autor: articles@worldofchemicals.com