Si agregamos sal sobre el hielo...
... parece que lo derrite.
Pero lo que sucede en realidad...
... en la superficie donde el agua está constantemente derritiéndose y congelándose,...
... los iones de sal impiden el proceso de congelamiento...
... cambiando el equilibrio entre el derretimiento y el congelamiento...
a favor del proceso de derretimiento.
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Si agregamos sal sobre el hielo...
... parece que lo derrite.
Pero lo que sucede en realidad...
... en la superficie donde el agua está constantemente derritiéndose y congelándose,...
... los iones de sal impiden el proceso de congelamiento...
... cambiando el equilibrio entre el derretimiento y el congelamiento...
a favor del proceso de derretimiento.
Sal y hielo
En las regiones frías del mundo, la sal es usada para liberar calles y pasos peatonales obstruidos por el hielo. ¿Pero cómo la sal puede derretir el hielo? De hecho, no lo hace. Solo reduce el congelamiento sin afectar el proceso de fusión y cambia el equilibrio entre los dos procesos favoreciendo la fusión (derretimiento).
Si hay tiempo suficiente, combina este experimento con 'Más frío que el hielo'.
En la superficie del hielo, el derretimiento y el congelamiento generalmente están en equilibrio a unos 0˚ Celsius.
Agregar sal disuelve el agua y, por lo tanto, se reduce el ritmo al que las moléculas de agua se fijan al estado sólido, es decir se congelan, pero no reduce el ritmo al que las moléculas del hielo se separan para pasar al estado líquido (fusión).
Sal
Azúcar
Platos de plástico
Coloca un cubo de hielo en un plato de plástico y pon montículo de sal en una de sus esquinas.
1. ¿Qué le sucede a la sal? ¿Y al hielo?
2. ¿Cómo hace la sal para derretir el hielo?
3. ¿Ocurrirá un efecto parecido su agregamos otra sustancia que se disuelva en agua? ¡Vamos a probarlo!
(si es necesario)
¿Por qué la sal se disuelve?
› Porque hay líquido en la superficie del cubo de hielo.
¿Qué sucede cuando el hielo se derrite?
› Algunas moléculas de agua se separan de la estructura cristalina.
¿Es irreversible?
› No, las moléculas de agua en estado líquido pueden volver a integrar la estructura cristalina. Ambos procesos, fusión y congelamiento, ocurren simultáneamente.
¿La sal evita que las moléculas de agua se separen del hielo?
› No.
¿La sal evita que las moléculas de agua se fijen a la estructura cristalina?
› Sí, los iones «se ponen en el camino» e impiden la formación de una estructura cristalina regular.
Las moléculas de agua de la superficie están constantemente soltándose de la estructura cristalina del hielo y se hacen líquidas (fusión) o se evaporan (sublimación). Al mismo tiempo, las moléculas de agua en estado líquido cerca del hielo son «atrapadas» e incorporadas a la estructura cristalina. A 0˚ Celsius estos dos procesos están en equilibrio. Sin embargo, a temperaturas más elevadas, la fusión y la evaporación son dominantes; y a temperaturas más bajas, el congelamiento captura más moléculas en la superficie del hielo de las que se sueltan.
La sal que agregamos disuelve el agua con iones (en el caso de la sal de uso doméstico Na+ y Cl-), que son más difíciles de incorporar a la estructura cristalina, impidiendo el congelamiento sin afectar el proceso de fusión. Esto produce cambios de equilibrio a favor del proceso de fusión (derretimiento). El nuevo equilibrio o punto de congelamiento se produce a una temperatura más baja (en el caso de NaCl alrededor de -9˚ Celsius) Otras sustancias solubles en agua, como el azúcar (a bajas temperaturas se disuelve más lento que la sal) o el alcohol, producen el mismo efecto.
Después de explicar cómo la sal cambia el equilibrio del congelamiento y la fusión a temperaturas más bajas, puedes debatir con la clase por qué el uso de sal en calles y aceras es malo para el medio ambiente y acelera la corrosión de metales, que daña los carros.