Por que jogar sal na neve

            Nos países onde o frio é mais rigoroso, a água pode se precipitar na fase sólida – a neve. Nesses países, uma maneira bastante comum para se livrar do problema é adicionar sal à neve para derretê-la. Ao colocarmos sal sobre a neve, estamos aumentando consideravelmente o número de partículas (íons Na1+ e Cl1-), fazendo com que a temperatura de congelamento diminua e fique abaixo de zero grau Celsius – efeito coligativo crioscópico (quanto mais partículas dissolvidas na água, menor a temperatura de congelamento).

            Como a temperatura de congelamento diminui, a água pode permanecer no estado líquido a temperaturas menores; isso faz com que a neve possa passar para a fase líquida mais facilmente, provocando o seu derretimento mais rapidamente.

Não deixe a água congelar

            Esse efeito coligativo de abaixamento da temperatura de congelamento também é usado para evitar o congelamento da água dos radiadores dos automóveis. Em países de clima frio é costume adicionar aditivos especiais nos radiadores para este fim, como por exemplo, etilenoglicol. Neste caso, esta mistura usada como refrigerante do motor não congela em dias muito frios.

            O etilenoglicol interage muito bem com a água devido às duas hidroxilas presentes na estrutura que estabelecem ligações de hidrogênio com a água.

Gelando mais rápido

            Em países tropicais como o nosso, onde poderíamos tirar proveito deste efeito, já que não temos neve para derreter e nem problemas com congelamento nos radiadores?

            Podemos tirar proveito dos efeitos coligativos na hora de gelar os refrigerantes e a cervejinha da festa. Ao colocarmos sal no gelo, estamos abaixando o ponto de congelamento da água; portanto, a mistura água/gelo/sal possui um ponto de equilíbrio térmico mais baixo. Conclusão: as bebidas são resfriadas mais rapidamente e conservadas em temperaturas mais baixas. O ponto de congelamento da mistura água/etanol é melhor ainda para isso, pois abaixo de -9oC o sal perde um pouco o efeito mas o álcool não.

            Uma receitinha básica para resfriar as bebidas em 3 minutinhos é:

            – um pacote de gelo de três quilos

            – meio quilo de sal

            – meio litro de etanol

O físico Wil Namen ensina que é possível reduzir o tempo para gelar uma bebida usando apenas três ingredientes que estão em qualquer cozinha: água, gelo e sal.

Vamos entender o porquê desse fenômeno?

Para a ciência, resfriar significa perder calor. A adição do sal diminui a temperatura de fusão (temperatura na qual uma substância passa do estado sólido para o líquido) do gelo. Portanto, ele passa a derreter bem mais rápido já que a água líquida conduz melhor o calor do que o gelo, e, para isso, usa energia do ambiente (e da latinha também). Perdendo energia, que é o mesmo que calor, a temperatura da lata diminui. Com isso o líquido resultante da mistura de gelo e sal está a uma temperatura abaixo de 0°C.

Tudo isso faz com que a energia térmica da bebida seja removida com maior velocidade, tornando a bebida mais gelada em menos tempo!

Quimicamente falando, ao adicionar sal ao gelo, ocorre forte interação entre as moléculas dessas duas substâncias, dificultando a organização dos cristais de gelo e diminuindo a temperatura, solidificando. Essa propriedade é denominada de Crioscopia.

Para que uma substância passe do estado líquido para o sólido, as suas moléculas precisam perder energia cinética. Existem alguns fatores que influenciam nessa transição, entre eles está o tipo de forças intermoleculares de cada substância. Quanto menores ou mais fracas forem as forças de atração das moléculas, menor será o ponto de congelamento. Assim, o ponto de solidificação (temperatura na qual uma substância passa do estado líquido para o sólido) da água é 0°C ao nível do mar. No entanto, ao adicionar o sal, esse é fortemente atraído pelas moléculas de água, dificultando a organização dos cristais de gelo e, consequentemente, diminuindo seu ponto de congelamento. Comparando numa solução com 10% de sal, o ponto de congelamento cairá para -6°C e com 20%, para -16°C, ou seja, em 5 minutos seu isopor será capaz de fazer por sua latinha de cerveja o que o freezer faria em 15 minutos. Se você tem pressa, triture as pedras. Quanto maior for a superfície de contato da mistura com as latinhas, mais rápido é o resfriamento.

Somente a adição de sal funciona para que a bebida fique gelada mais rápido.

Mito: podemos utilizar outras substâncias.

A experiência também funciona com o açúcar ou qualquer outra substância que seja solúvel em água e não seja volátil. Isso porque o composto adicionado impede que as moléculas de água se organizem para formar a estrutura sólida. Desse modo, experimentalmente podemos comprovar que a adição de um soluto não volátil a um solvente dá origem a uma solução que tem o ponto de solidificação menor que o solvente puro.

Curiosidades!

Você sabia que devido a essa propriedade da crioscopia, em países onde costuma nevar, coloca-se sal nas ruas para ajudar no derretimento do gelo? Com isso as estradas e rodovias são liberadas mais rapidamente para circulação de veículos.

Apesar das vantagens da adição de sal, com o derretimento da neve, há a formação de uma película de água líquida sobre as rodovias, o que ocasiona na diminuição do atrito entre os pneus e o solo, aumentando o risco de ocorrência de derrapagens. Portanto, adiciona-se areia juntamente ao sal sobre a neve. A areia auxilia de forma a aumentar a aderência dos pneus ao solo, diminuindo assim o risco de acidentes. 

Outro fato muito curioso é que a Crioscopia também explica o porquê de os oceanos não se congelarem completamente, mesmo em regiões nas quais a temperatura ambiente é abaixo de zero grau Celsius. A água do mar possui sais dissolvidos nela, que dificultam a organização das moléculas de água e consequente solidificação.