Congelar agua con sal

Congelar agua con sal

Congelación de agua salada para el refrigerador

Brrr… ¡hace frío ahí fuera! Los niños se acercan a la televisión con la esperanza de oír que habrá un día de nieve; los pasillos del pan y la leche de las tiendas de comestibles están vacíos debido a la inminente tormenta de nieve; y los camiones de servicios públicos están rociando sal o agua salada en las carreteras.
Están trabajando para proteger a los conductores de las condiciones resbaladizas rociando sal de roca o una solución de agua salada para evitar la formación de hielo. Esta sal es muy parecida a la que tienes en tu mesa: es el mismo cloruro de sodio, NaCl. Hay algunas mezclas patentadas que contienen otras sales, como el cloruro de potasio (KCl) y el cloruro de magnesio (MgCl), pero no son tan utilizadas.
La sal de carretera no es tan pura como la que se utiliza en los alimentos; tiene un color gris pardo, debido sobre todo a la contaminación mineral. Someter al medio ambiente a esta sal a través de la escorrentía puede tener algunas consecuencias no deseadas, como efectos negativos en las plantas, los animales acuáticos y los humedales.
Pero es una forma barata y eficaz de proteger las carreteras del hielo debido a un sencillo principio científico: la depresión del punto de congelación de las soluciones. El punto de congelación del agua pura, la temperatura a la que se convierte en hielo, es de 32 grados Fahrenheit. Así que si hay nieve, aguanieve o lluvia helada y el suelo está a 32 F o más frío, se formará hielo sólido en las calles y aceras.

Congelar el agua salada para acampar

[Nota del editor: En su respuesta a esta pregunta, el difunto John Margrave argumentó que la sal se disuelve en el agua en forma de iones de sodio y cloro, y estos iones se hidratan, o se unen, a las moléculas de agua. Este proceso desprende calor, que descongela el hielo. Varios lectores nos alertaron de los problemas de esta explicación. El profesor de ingeniería química Arthur Pelton, de la Universidad de Montreal, aportó una corrección representativa. Su explicación es la siguiente, y la respuesta original de Margrave aparece a continuación].
Aunque el proceso de hidratación desprende calor, éste queda más que compensado por el calor absorbido durante la descomposición inicial de la sal en iones. En otras palabras, el proceso total de disolución -descomposición en iones más hidratación- absorbe calor. Esto puede demostrarse fácilmente: vierta un poco de agua en un vaso y compruebe su temperatura con el dedo. Añade un poco de sal, remuévela y vuelve a probarla. La temperatura habrá disminuido.
La razón real por la que la aplicación de sal hace que el hielo se derrita es que una solución de agua y sal disuelta tiene un punto de congelación más bajo que el agua pura. Cuando se añade al hielo, la sal se disuelve primero en la película de agua líquida que siempre está presente en la superficie, bajando así su punto de congelación por debajo de la temperatura del hielo. Por tanto, el hielo en contacto con el agua salada se derrite, creando más agua líquida, que disuelve más sal, provocando así que se derrita más hielo, y así sucesivamente. Cuanto mayor sea la concentración de sal disuelta, menor será su punto de congelación global. Sin embargo, la cantidad de sal que puede disolverse en el agua tiene un límite. El agua que contiene una cantidad máxima de sal disuelta tiene un punto de congelación de aproximadamente cero grados Fahrenheit. Por lo tanto, la aplicación de sal no derretirá el hielo de una acera si la temperatura es inferior a cero grados F.

Relación sal/agua para congelar

Cuando el hielo y el agua se combinan, el exterior de los cubitos de hielo empieza a derretirse inmediatamente. La disolución de la sal en el agua helada hace que se formen iones de sal individuales. Estas partículas se dispersan por el agua helada y reducen físicamente la tendencia de las moléculas de agua a formar cristales de hielo ordenados a 32 grados. En otras palabras, la sal deprime el punto de congelación de la mezcla para que una mayor cantidad de cubitos de hielo se convierta en líquido. Dado que los cubitos de hielo que salen de la mayoría de los congeladores domésticos pueden llegar a estar a cero grados (la temperatura a la que están ajustados la mayoría de los congeladores domésticos), este proceso introduce agua muy fría en el baño de hielo. En la cocina de prueba, pudimos conseguir baños de hielo granizados con temperaturas de hasta 17 grados.
En el pasado, hemos comprobado que un baño de hielo bien salado puede enfriar una botella de vino a temperatura ambiente en menos de 40 minutos (en comparación con la hora y pico que se necesita para enfriar una en el congelador). Decidimos adaptar la técnica para varias aplicaciones adicionales.FÓRMULA PARA UN ENFRIAMIENTO MÁS RÁPIDO

Por qué el agua salada se congela más lentamente

La sal derrite el hielo esencialmente porque la adición de sal disminuye el punto de congelación del agua. ¿Cómo se derrite el hielo? Bueno, no lo hace, a menos que haya un poco de agua disponible con el hielo. La buena noticia es que no se necesita un charco de agua para lograr el efecto. El hielo suele estar recubierto de una fina película de agua líquida, que es todo lo que se necesita.
El agua pura se congela a 32°F (0°C). El agua con sal (o cualquier otra sustancia) se congelará a una temperatura inferior. La temperatura más baja dependerá del agente descongelante. Si pones sal en el hielo en una situación en la que la temperatura nunca alcanzará el nuevo punto de congelación de la solución de sal y agua, no obtendrás ningún beneficio. Por ejemplo, echar sal de mesa (cloruro sódico) sobre el hielo cuando la temperatura es de 0°F no hará más que cubrir el hielo con una capa de sal. En cambio, si se echa la misma sal sobre el hielo a 15°F, la sal podrá evitar que el hielo derretido se vuelva a congelar. El cloruro de magnesio funciona hasta los 5°F, mientras que el cloruro de calcio lo hace hasta los -20°F.

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