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Aquae

De agua a hielo en menos de un minuto

En este experimento vamos a comprobar cómo es posible enfriar un líquido por debajo de su temperatura de congelación sin que llegue a pasar a un estado sólido. Una forma dinámica de motivar el interés por la ciencia de los más pequeños. ¡Presta atención!

El hielo es un estado del agua que ha fascinado a artistas y científicos a partes iguales. En esta ocasión te enseñamos a hacer hielo instantáneo utilizando un proceso llamado superenfriamiento. Para ello necesitaremos un poco de sal, una botella de agua, un recipiente transparente y mucho hielo.

Pasos a seguir

  1. Añadimos hielo hasta cubrir la botella.
  2. Esparcimos sal para deshacer más rápido el hielo
  3. Esperamos hasta que la temperatura baje a -8º.
  4. Cuidadosamente sacamos la botella del recipiente, la golpeamos contra la mesa y… ¡se congela de repente!

¿Por qué se congela tan rápido el agua? 

Hemos conseguido hacer hielo instantáneo gracias al fenómeno de la sobrefusión, más conocido como superenfriamiento. Se trata de un proceso que permite enfriar un líquido por debajo de su punto de congelación sin que se solidifique. Sin duda, estamos ante uno de los fenómenos más asombrosos que podemos experimentar con el agua.

Aunque, en realidad, podemos someter a un proceso de superenfriamiento a cualquier líquido siempre que sepamos cuál es su punto de congelación. De esta manera, cuando enfriemos un líquido por debajo de su punto de congelación, éste se cristalizará cuando haya una semilla de cristal o un núcleo alrededor del cual pueda crear una estructura como la del hielo.

Para entender cómo hemos podido hacer hielo instantáneo, veamos el caso particular del agua. El agua tiene su punto de congelación en los 0ºC. Sin embargo, en nuestro experimento, hemos llevado el agua a -8ºC. A esta temperatura, el agua pura no encuentra impurezas alrededor de las cuales formar los cristales de hielo. Por ello, se mantiene líquida.

Sin embargo, las burbujas que se forman cuando le das un golpe a la botella actúan como núcleos que desencadenan el proceso de cristalización. En nuestro experimento hemos podido hacer hielo instantáneo debido al hecho de que el agua superfría solo puede permanecer en estado líquido durante un corto periodo de tiempo. En cuanto toca un trozo de hielo o cristal, el agua se congela inmediatamente.

A medida que las temperaturas descienden por debajo del punto de congelación, el agua sobreenfriada no se cristaliza como consecuencia de laa forma en que se organizan las moléculas de agua cuando se enfría. El hielo normal es hexagonal (como cristales de nieve de seis lados), pero los enlaces de hidrógeno le dan al agua otras maneras de disponerse. El agua sobreenfriada tiene moléculas de agua tetraédricas y agrupaciones de agua pentaméricas. De esta manera, aunque el hielo hexagonal es más estable que el agua líquida, no forma su estructura cristalina por deferencia, a menos que se altere porque el agua tetraédrica y pentamérica se anteponen.

Diferencias entre superenfriamiento y la depresión del punto de congelación

Algunas personas confunden el sobreenfriamiento con la depresión del punto de congelación. Si bien es cierto que ambos procesos provocan la congelación de un líquido a una temperatura por debajo del punto de congelación normal, el sobreenfriamiento implica una sustancia pura. La depresión del punto de congelación ocurre cuando las partículas disueltas interrumpen la organización de las moléculas de la fase líquida a la sólida.

Expande tu conocimiento científico con experimentos caseros

Como ya has podido comprobar en el experimento, objetos que tenemos a nuestro alrededor nos pueden ayudar a expandir nuestro conocimiento sobre ciencia. En este caso, tan solo hemos necesitado un par de objetos que utilizamos cotidianamente para comprender esta reacción. Por ello, te invitamos a que aproveches la oportunidad para descubrir otros experimentos que te ayudaran a descubrir más sobre cuestiones de física o química que se producen a nuestro alrededor día tras día. ¿Te imaginas crear una bomba de agua casera? ¿Te gustaría saber cómo puedes detectar el magnetismo de los alimentos? Haz click en estos artículos y… ¡sigue expandiendo tu conocimiento científico!

¡Experimenta y alucina con las leyes de la ciencia y la naturaleza!