Todo el mundo sabe que convertir el agua en hielo instantáneamente es una idea divertida en los cómics y los cuentos de hadas, pero totalmente imposible en la vida real. ¿O es eso? Lo crea o no, cualquiera puede congelar agua instantáneamente con unos pocos ingredientes simples y un poco de ciencia ... ¡no se requieren superpoderes!
En algún momento, todos aprendemos que el agua se congela por debajo de los 0 grados Celsius (32 grados Fahrenheit), pero la verdad es un poco más complicada. De hecho, para que el agua forme cristales sólidos y se convierta en hielo, necesita un "punto de partida" llamado núcleo. Normalmente, el agua tiene muchos núcleos en forma de impurezas microscópicas. Pero si el agua se purifica, como ocurre en la mayoría de las aguas embotelladas, no contendrá los núcleos necesarios para iniciar el proceso de cristalización. Por lo tanto, el agua purificada seguirá siendo un líquido incluso muy por debajo de su punto de congelación. Este proceso se llama "sobreenfriamiento". Darle una sacudida al agua superenfriada resultante obliga a las moléculas de agua a cristalizar en un proceso llamado "nucleación". Esto inicia una reacción en cadena en la que los nuevos cristales de hielo se pueden unir a los existentes, hasta que la cristalización se extiende por toda la botella.
Materiales:
- Botella de agua purificada
- Congelador
- Temporizador
Actividad:
Coloque su agua purificada en el congelador y configure un temporizador para noventa minutos. Para tener las mejores posibilidades de éxito, recomendamos usar varias botellas de agua a la vez y colocarlas de lado. Después de que suene el temporizador, revise las botellas de agua en busca de cristales de hielo; estos cristales pueden ser pequeños y fáciles de pasar por alto. Si no aparecen cristales de hielo, vuelva a revisar las botellas cada quince minutos. Dependiendo de su congelador y del tamaño y forma de sus botellas de agua, esto puede demorar hasta tres horas. Una vez que aparezcan cristales de hielo en una de tus botellas, revisa las demás. Si alguna botella no tiene cristales de hielo, está listo para comenzar. Si todos tienen cristales de hielo, anote la hora; cuando repita el experimento, retire las botellas quince minutos antes. Una vez que haya retirado con cuidado la (s) botella (s) del congelador, simplemente déle una sacudida rápida y observe cómo el agua se congela justo delante de sus ojos. Tenga cuidado: incluso el más mínimo golpe o sacudida al retirar la botella puede iniciar el proceso antes de que esté listo.
Exploración adicional:
- ¿Por qué el agua se vuelve fangosa?
- ¿Por qué no es sólido como un cubo de hielo?
Cuando el agua se solidifica, libera calor y calienta su entorno. Esto hace que la congelación Reacción exotérmica. Por lo general, este calor puede escapar al medio ambiente, pero cuando una botella de agua superenfriada se congela, la botella retiene gran parte de ese calor en el interior. El agua se congela y se calienta simultáneamente, produciendo una mezcla fangosa de agua y hielo.
¿Está planeando un viaje al Adventure Science Center? Ven a visitar nuestro muro de infrarrojos para ver un ejemplo del fenómeno opuesto, un reacción endotérmica. Donde una reacción exotérmica libera calor, una reacción endotérmica absorbe calor. Una reacción endotérmica común es la fusión del hielo. La pared de infrarrojos le ayudará a ver que si bien la temperatura en una taza de hielo puede estar aumentando lentamente, el área alrededor de la taza parecerá mucho más fría. Para que el agua cambie de sólido a líquido, necesita absorber calor de su entorno.
