Definición de punto de congelación

El punto de congelación, también denominado punto de congelamiento, es la temperatura en la cual una sustancia en estado líquido pasa a encontrarse en estado sólido. En otras palabras: el punto de congelación es el momento en el cual un líquido se solidifica.

Punto de congelación

En el caso del agua pura (H2O), el punto de congelación es 0 °C. Esto quiere decir que, mientras esté a una temperatura superior a 0ºC e inferior a los 100ºC (ya que ese es su punto de ebullición), el agua se encontrará en estado líquido. Si la temperatura desciende por debajo de los 0ºC, el agua se congelará y pasará a convertirse en un sólido (hielo).

Siguiendo con el ejemplo del agua, siempre tomando los valores teóricos (ya que en la práctica los procesos pueden darse a otras temperaturas), podemos ver cómo una sustancia va cambiando de estado de acuerdo a los diferentes puntos.

Tomemos el agua a una temperatura ambiente de 20 °C: el agua será un líquido. Si se somete el líquido a un proceso de enfriamiento, cuando llegue a los 0 °C alcanzará su punto de congelación y se volverá un sólido. En cambio, si desde los 20ºC se empieza a calentar el agua, cuando alcance los 100ºC se encontrará con su punto de ebullición y se transformará en vapor.

A pesar de que dicho valor, 0 °C, es en efecto el punto de congelación del agua, esto sólo se cumple si las condiciones de presión atmosférica son normales y si el agua no contiene un algo grado de impurezas. Si existen dichas impurezas, entonces es necesario conseguir que se congelen, que formen pequeñas semillas de hielo o núcleos para que colaboren con la congelación del líquido. Un estudio de simulación de agua a cargo de los investigadores H. Eugene Stanley y Pradeep Kumar desveló que en algunos casos el punto de congelación puede ser inferior a los 47 grados centígrados bajo cero, una diferencia abismal con el tradicional valor mencionado anteriormente.

Punto de congelaciónSi analizamos el punto de congelación de una solución (por ejemplo del agua marina, que es agua con sal), éste dependerá del tipo de solvente y de la molalidad del soluto en el solvente en cuestión. A mayor molalidad, el punto de congelación será inferior.

La molalidad, por su parte, se expresa con la letra m y es el número de moles de soluto que se encuentran en un kilo de disolvente. Cuando se requiere la preparación de disoluciones de una molalidad en particular, es posible llevarla a cabo en un vaso de precipitados (un recipiente con forma de cilindro que se usa con frecuencia en el laboratorio, especialmente para calentar o preparar sustancias, y también para el traspaso de líquidos) y usar una balanza analítica para pesarla, sin olvidarse de anotar el peso del vaso antes de verter la sustancia para dar con el valor exacto.

En el caso de la molaridad, un concepto que a veces se confunde con éste simplemente por su parecido a nivel ortográfico, la preparación de una solución requiere del uso de una matraz aforada (material volumétrico usado para la medición del volumen de un líquido según la capacidad del matraz mismo; posee un cuello estrecho y alto, lo cual incrementa la exactitud de las mediciones).

Continuando con la molalidad, que afecta directamente el punto de congelación de ciertas soluciones, el mayor beneficio que aporta como método de medición es que no depende de la presión ni de la temperatura, ya que no está en función del volumen, y permite un cálculo más preciso que otros. La razón es que la temperatura y la presión de una disolución condicionan el volumen, y por eso cambia si lo hacen las primeras.

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Referencias

Autores: Julián Pérez Porto y Ana Gardey. Publicado: 2013. Actualizado: 2015.
Definicion.de: Definición de punto de congelación (https://definicion.de/punto-de-congelacion/)