Vatten fryser vid 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius), men när ett lösta ämne som socker tillsätts, ändras fryspunkten. Sockermolekylerna förhindrar att vattnet bildar vätebindningar, som krävs för soliditet, och vattnet måste bli ännu kallare innan det når sin fryspunkt.

Fryspunkt

Temperaturen vid vilken en vätska omvandlas till ett fast ämne är känt som dess fryspunkt. I teorin bör smältpunkten för en fast substans vara densamma som vätskans fryspunkt. Till exempel, vid 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius) finns det en jämvikt mellan vattenfrysning och issmältning. Isens molekyler smälter, och vattenmolekyler håller fast vid isen och blir frusna samtidigt. Vattnet är fryst vid denna punkt.

Vattenmolekyler

En vattenmolekyl består av en syreatom och två väteatomer. Temperaturen mäter hur mycket energi som skapas genom rörliga molekyler. När vattenmolekylerna är kalla, har de inte mycket energi, så de rör sig inte mycket om. I stället rör de sig tillsammans och bildar vätebindningar för att skapa en fast struktur som kallas is.

Tillägg av socker till vatten

När du lägger till socker till vatten blir vattnet (lösningsmedlet) en lösning ( ett lösningsmedel upplöst i ett lösningsmedel). Att tillsätta socker stör vätsketillståndet, eftersom sockermolekylerna rör sig omloppslöst, vilket gör de flytande vattenmolekylerna mindre organiserade. Sockermolekyler packar inte ihop med vattenmolekyler, så när vattenmolekylerna börjar frysa, förblir sockermolekylerna i flytande vattnet. När vattenmolekylerna skapar is, har sockermolekylerna en mindre volym vätska för att kunna flytta.

Fryspunktsdepression

Sockerpartiklar kan bara lösas upp i ett flytande lösningsmedel och vann " t lösa upp när lösningsmedlet är i ett fast tillstånd. Därför sänker tillsats av socker till vatten lösningsmedlets kemiska potential, vilket också sänker sin fryspunkt. Med andra ord måste en lösning av socker upplöst i vatten kylas till en lägre temperatur än det rena lösningsmedlet för att frysning skall ske. När fryspunkten för en vätska sänks genom närvaron av ett tillsatsmedel uppträder fryspunktsdepression. Den exakta fryspunkten bestäms av mängden upplösta partiklar upplöst i lösningsmedlet. Ju mer lösta partiklar finns i vattnet desto större är fryspunktsdepression av lösningen.