196 Congelado en segundos

Para realizar nuestro experimento necesitamos un cubito de hielo, un vaso con agua, un trozo de hilo y sal

En un vaso con agua ponemos un cubito de hielo. Luego mojamos en agua el extremo de un trozo de hilo y lo dejamos sobre el cubito de hielo que está flotando en la superficie del agua. Echamos un poco de sal sobre el cubito y, pasados unos segundos, tiramos del hilo. Vemos que el cubito de hielo se queda pegado al hilo. 

Explicación
Con sal se funde parte del hielo, se forma una disolución de agua y sal sobre el cubito y desciende la temperatura por debajo de los 0 ºC (descenso crioscópico).
En unos segundos el agua que moja el hilo se congela y queda unida al cubito de hielo.

195 Derretir hielo con sal o con azúcar

Para realizar nuestro experimento necesitamos unos platitos, sal, azúcar y tres cubitos de hielo.

En uno de los platitos ponemos un poco de sal y un cubito de hielo y en otro platito ponemos azúcar con otro cubito de hielo. El tercer cubito de hielo lo usaremos como referencia.

Después de unos minutos podemos ver que:
1 Los cubitos de hielo se derriten si se cubren con sal o azúcar.
2 El cubito de hielo en contacto con sal se funde más deprisa que el cubito con azúcar.

Explicación
En la superficie de los cubitos hay una capa de agua líquida en equilibrio con el hielo. Al añadir sal (o azúcar), parte de ésta se disuelve en el líquido que rodea los cubitos formando una disolución saturada que rompe el equilibrio con el hielo. Para recuperar el equilibrio la disolución tiende a diluirse y el hielo a enfriarse, lo que se logra fundiendo parte del hielo, que extrae el calor necesario para fundirse de la disolución, que se enfría por debajo de los 0 ºC. Por lo tanto, al añadir sal o azúcar sobre los cubitos de hielo se produce un descenso de la temperatura de fusión y los cubitos se funden.

Se conoce como descenso crioscópico a la disminución que experimenta la temperatura de fusión de una disolución (por ejemplo agua y sal) respecto a la temperatura de fusión del agua pura (0 ºC).

¿Pero por qué se funde más hielo con sal que con azúcar?
 La magnitud del descenso que experimenta la temperatura de fusión es directamente proporcional a la concentración de las partículas disueltas. La sal es un compuesto iónico que, al disolverse en agua, se separa en sus iones aumentando la concentración de partículas en la disolución. Por otra parte, el azúcar es un compuesto molecular que no se separa en iones al disolverse en agua. Por este motivo se produce un mayor descenso de la temperatura de fusión con la sal y los cubitos se derriten más deprisa.

35 Hielo y sal

Material:
1. Dos vasos
2. Cubitos de hielo
3. Bandeja de “corcho blanco” (las de la fruta, verdura, etc.)
4. Sal

Montaje:1. Ponemos en la bandeja un poco de agua, de manera que se formen dos chanchitos separados, y sobre el agua los dos vasos.
2. Ponemos en los vasos la misma cantidad de cubitos de hielo (se puede emplear hielo picado).
3. En uno de los vasos añadimos un par de cucharadas de sal común.
4. En pocos minutos se observa que en el vaso con la sal los cubitos se funden con mayor rapidez.
5. Si se espera una media hora, podemos tocar los dos vasos y apreciar que la temperatura es inferior en el vaso con sal.
6. Por último, si levantamos los dos vasos, veremos que el agua bajo el vaso con agua y sal se congeló, y la bandeja se queda adherida al vaso.

Explicación:
En la superficie de los cubitos hay una capa de agua líquida en equilibrio con el hielo. Al añadir sal, parte de ésta se disuelve en el líquido que rodea los cubitos formando una disolución saturada que rompe el equilibrio con el hielo. Para recuperar el equilibrio la disolución tiende a diluirse y el hielo a enfriarse, lo que se logra fundiendo parte del hielo, que extrae el calor necesario para fundirse de la disolución, que se enfría por debajo de los 0 ºC. La temperatura de la disolución puede llegar a los 9 ºC bajo cero. El agua que estaba debajo del vaso se congela y la bandeja queda adherida al vaso y puede levantarse tirando de éste.


Una importante aplicación práctica de este fenómeno es la adición de grandes cantidades de sal a las carreteras heladas. La adición de sal a las carreteras heladas hace que el hielo y la nieve se fundan aunque la temperatura sea menor de 0 °C.