Što je krioskop?

Krioskop je znanstveni instrument koji se koristi u istraživačkim i industrijskim laboratorijima za određivanje točke smrzavanja tekućine ili otopine. Krioskopija, mjera točke smrzavanja, često se koristi za određivanje koncentracije otopine ili količine otopljene tvari koja je otopljena u otapalu. Budući da se točka smrzavanja mijenja proporcionalno količini otopljene otopljene tvari u otopini, krioskop može pomoći istraživačima u određivanju koncentracije s velikom preciznošću. Ova tehnika se posebno koristi u industriji mlijeka, gdje više ili niže točke smrzavanja često daju važne informacije o kvaliteti mlijeka.

Za određivanje točke smrzavanja, krioskop koristi princip poznat kao superhlađenje. Kada je otopina prehlađena, njena temperatura se snižava iznad točke smrzavanja, a da se ne smrzava. Otopina ostaje u tekućoj fazi jer ne postoji kristal ili struktura oko koje bi mogla kristalizirati. Kada se unese struktura ili se otopina mehanički miješa, iznenada će se smrznuti kruto.

Nakon što se otopina uzorka stavi u krioskop, uređaj ubacuje temperaturnu sondu i šipku za miješanje u otopinu i počinje je hladiti. Na kraju temperatura otopine prijeđe točku smrzavanja jer se prehlađena do određene razine. Nakon što je otopina prehlađena, šipka za miješanje uzburkava tekućinu, uzrokujući naglo smrzavanje. Toplina koja se oslobađa u kristalizacijskoj reakciji smrzavanja, poznata kao toplina fuzije, uzrokuje da se temperatura otopine ponovno podigne do točke smrzavanja, gdje ostaje na platou neko vrijeme prije nego što ponovno padne. Krioskop vrši mjerenje tijekom ovog platoa, kada je temperatura otopine točno na točki smrzavanja.

Krioskopi se široko koriste u mliječnoj industriji za određivanje kvalitete mlijeka. Iako se točka smrzavanja mlijeka razlikuje ovisno o vrsti životinje, njezinoj prehrani i pasmini, industrijske regulatorne organizacije odredile su prihvatljivu točku smrzavanja za nekontaminirano i nerazrijeđeno kravlje mlijeko. Krioskopi koriste ovu točku kao standard za kalibraciju. Ako se utvrdi da je točka smrzavanja uzorka mlijeka toplija od standardne, vjerojatno je razrijeđena, odnosno dodana mu je voda. Uzorci mlijeka koji imaju hladniju točku smrzavanja od norme mogu biti kontaminirani ili kiseli.

Dodatak otopljenih tvari poput onih koje se nalaze u mlijeku otežavaju zamrzavanje vode – drugim riječima, snižavaju točku smrzavanja, a otopina se smrzava na nižoj temperaturi. Više vode, s druge strane, znači da se otopina smrzava na višoj temperaturi — njezina je točka smrzavanja povišena, jer se lakše smrzava. Uspoređujući točke smrzavanja uzoraka mlijeka, krioskopi mogu utvrditi ne samo je li mlijeku dodana voda, već i koliko je točno vode dodano. Industrijski laboratoriji koriste ta mjerenja za praćenje i održavanje kvalitete mlijeka.