Što je depresija točke smrzavanja?

Depresija ledišta je kada se normalna točka ledišta tekućine snizi iznad normalnog dodatkom otopljene tvari. Svaka tekućina ima normalnu točku smrzavanja; na primjer, čista voda se smrzava na 32 stupnja Fahrenheita (F) (nula stupnjeva Celzijusa ili C). Sol u morskoj vodi dovodi morsku vodu do niže točke smrzavanja od one čiste vode; morska voda se još uvijek može smrznuti, međutim, temperature na kojima to čini niže su od vode iz izvora čiste vode. Upravo ta činjenica omogućuje pravljenje sladoleda u zamrzivačima za sladoled, kada je metalni kanister u sredini okružen kamenom soljenim ledom. Otapanje leda kamenom soli omogućuje da mješavina sladoleda izgubi toplinu u okolnu ledenu vodu i na taj način zamrzne sladoled.

Znanstvenici su primijetili da je količina otopljene tvari dodane tekućini izravno proporcionalna smanjenju točke smrzavanja koja se postiže. Ne samo da se molekule u otopini smrzavaju na nižoj temperaturi, već se hlađenje do točke smrzavanja odvija umjerenijim tempom nego u čistim tekućinama. Sposobnost smanjenja točke smrzavanja otopine temelj je za korištenje soli ili pijeska na zaleđenim cestama zimi. Molekule soli ili pijeska, rasprostranjene po cestama, miješaju se s ledom i uzrokuju otapanje, što je posebno korisno za crni led koji je toliko opasan za vozila. Jako rasipanje soli može dovesti do pada točke smrzavanja na čak nula stupnjeva F (-18 stupnjeva C).

Kada se sol razlije po ledu, dolazi do kemijske izmjene između molekula. Površinske molekule leda počinju bježati u vodu koja se otapa, a površinske molekule vode zarobljene su u površinske molekule vode. Taj pomak između molekula uzrokuje fluktuacije u temperaturama svake od njih koje postupno zagrijavaju i otapaju preostali led dok se izbjegle molekule tope i ubrzavaju. Dodana mješavina soli uvodi molekule strane tvari koje se ne spajaju lako u krutinu i ubrzavaju likvifikaciju. Iz tog razloga, svaka strana tvar – alkohol, šećer ili sol – imala bi isti učinak, iako je sol široko dostupna i jeftinija za korištenje.

Depresija točke smrzavanja je namjera dodavanja antifriza u hladnjake u automobilskim vozilima. Dodatak etilen glikola, glavnog sastojka antifriza, stvara otopinu s vodom. Ljudi u različitim hladnim klimama mogu koristiti različite postotke antifriza u vodi kako bi postigli različite depresije, međutim, kada je u vodi više antifriza nego obrnuto, događa se suprotan učinak i točke smrzavanja se penju, a ne depresiraju. Preporuča se da se pročitaju stranice boce antifriza kako bi se odredili najbolji postoci za korištenje u određenim klimatskim uvjetima.