¿Por qué se dilata el agua al congelarse?

Primero cabria preguntar: ¿por qué

son sólidos los sólidos? ¿Y por qué

son líquidos los líquidos?

Entre las moléculas de una sustancia

sólida hay una cierta atracción que

las mantiene firmemente unidas en

una posición fija. Es difícil separarlas

y, por consiguiente la sustancia es

sólida.

Sin embargo, las moléculas

contienen energía de movimiento y

vibran alrededor de esas posiciones

fijas. Al subir la temperatura, van

ganando cada vez más energía y

vibrando con mayor violencia. En

último término adquieren tanta

energía que la atracción de las

demás moléculas no basta ya para

retenerlas. Rompen entonces las

ligaduras y empiezan a moverse por

su cuenta, resbalando y

deslizándose sobre sus compañeras.

El sólido se ha licuado: se ha

convertido en un líquido.

La mayoría de los sólidos son

cristalinos. Es decir, las moléculas no

sólo permanecen fijas en su sitio,

sino que están ordenadas en

formaciones regulares, en filas y

columnas. Esta regularidad se

rompe, cuando las moléculas

adquieren suficiente energía para

salirse de la formación, y entonces el

sólido se funde.

La disposición regular de las

moléculas en un sólido cristalino

suele darse en una especie de orden

compacto. Las moléculas se apiñan

unas contra otras, con muy poco

espacio entre medías. Pero al

fundirse la sustancia, las moléculas,

al deslizarse unas sobre otras, se

empujan y desplazan. El efecto

general de estos empujones es que

las moléculas se separan un poco

más. La sustancia se expande y su

densidad aumenta. Así pues, en

general los líquidos son menos

densos que los sólidos.

O digámoslo así: los sólidos se

expanden al fundirse y los líquidos

se contraen al congelarse.

Sin embargo, mucho depende de

cómo estén situadas las moléculas

en la forma sólida. En el hielo, por

ejemplo, las moléculas de agua

están dispuestas en una formación

especialmente laxa, en una

formación tridimensional que en

realidad deja muchos «huecos».

Al aumentar la temperatura, las

moléculas quedan sueltas y

empiezan a moverse cada una por

su lado, con los empujones y

La Vida del Sol Los Gases Nobles

Secreto de la Luna Poliagua?

Origen de los Océanos Agua Dilatada

empellones de rigor. Lo cual las

separaría, si no fuese porque de esta

manera muchas de ellas pasan a

rellenar esos huecos. Y al rellenarlos,

el agua líquida ocupa menos espacio

que el hielo sólido, a pesar de los

empujones moleculares. Al fundirse

1 centímetro cúbico de hielo sólo se

forman 0,9 centímetros cúbicos de

agua.

Como el hielo es menos denso que el

agua, flota sobre ella. Un centímetro

cúbico de hielo se hunde en el agua

hasta que quedan 0,9 centímetros

cúbicos por debajo de la superficie.

Estos 0,9 cm3 desplazan 0,9 cm3 de

agua líquida, que pesan tanto como

el centímetro cúbico entero de hielo.

El hielo es sostenido entonces por el

empuje del agua, quedando 0,1

centímetros cúbicos por encima de

la superficie. Todo esto es válido

para el hielo en general. Cualquier

trozo de hielo flota en el agua, con

una décima parte por encima de la

superficie y nueve décimas por

debajo.

Esta circunstancia resulta muy

afortunada para la vida en general,

pues tal como son las cosas,

cualquier hielo que se forme en una

masa de agua, flota en la superficie.

Aísla las capas más profundas y

reduce la cantidad de calor que

escapa de abajo. Gracias a ello las

aguas profundas no suelen

congelarse, ni siquiera en los climas

más gélidos. En cambio, en épocas Si el hielo fuese más denso que el

agua, se hundiría al fondo a medida

que fuese formándose, dejando al

aire libre otra capa de agua, que a

su vez se congelaría también.

Además el hielo del fondo, no tendría

posibilidad ninguna de recoger el

calor del Sol y fundirse. Si el hielo

fuese más denso que el agua, las

reservas acuáticas del planeta

estarían casi todas ellas congeladas,

aunque la Tierra no estuviese más

lejos del Sol que ahora.

Hola interesantes las respuestas anteriores...jejej..bueno..el agua en esyado líquido esta compuesta generalmente por moléculas de la misma en grupos de 2 o 3 y ,sin embargo, en el hielo se agrupan de 6 en 6 y adoptan la forma de un hexaedro, y asi es que quedan mejor estructurados pero con algunos espacios en su interior....ojala que te sirva de ayuda....dios bendiga

hace 3 años Notificar un abuso

100% 1 Voto

¿No es lo que buscabas? Intenta con Yahoo! Search

Buscar en Yahoo! Buscar ans_qp_1 porque el a

Todavía no hay comentarios en esta pregunta.

* Tienes que estar registrado para poder añadir comentarios. Entra o regístrate.

Otras respuestas (6)

by ?

Miembro desde el 03 abril 2007 Puntos totales: 4.516 (Nivel 4)

o Añadir contacto o Bloquear

enserio se expande? pense que se acercaban mas para mantener la estructura solida.... :S

o hace 3 años o Notificar un abuso

0% 0 votos

by Celina J

Miembro desde el 15 marzo 2007 Puntos totales: 4.361 (Nivel 4)

o Añadir contacto o Bloquear

El agua en estado líquido forma enlaces puente hidrogeno (entre el H de una molecula de agua y un par de electrones del O de otra molecula de agua). Así, cada molecula de agua participa de cuatro enlaces puente hidrogeno: uno por cada H (osea, dos) y uno por cada par de electrones libres en el O (osea, dos mas). Estos enlaces hacen que las moleculas de agua esten muy cercanas, teniendo un volumen x.Al solidificarse, el enlace puente hidrogeno se hace mas débil, desordenandosé las

moleculas de agua (en vez de ordenarse como en la mayoria de las demas sustancias), obteniendose un volumen mayor que en estado líquido.

o hace 3 años o Notificar un abuso

0% 0 votos

by rudy l.

Miembro desde el 05 julio 2006 Puntos totales: 12.875 (Nivel 6)

o Añadir contacto o Bloquear

Muy buena pregunta !!!

o hace 3 años o Notificar un abuso

0% 0 votos

by RH

Miembro desde el 31 julio 2007 Puntos totales: 404 (Nivel 2)

o Añadir contacto o Bloquear

el agua al formarse forma también angúlos que respectan un elemento con otro, así que cuando varias moléculas de agua se juntan formando enlaces, se acomodan formando figuras hexagonales por lo que en estado liquído los enlaces se rompen y forman otra figura con otras moléculas, pero al congelarse, las moléculas quedan en su estructura hexagonal final, por lo que esta obviamente queda más grande porque sus enlaces ya no pueden romperse para formar otros

o hace 3 años

o Notificar un abuso

0% 0 votos

by Einsamke...

Miembro desde el 08 abril 2007 Puntos totales: 6.796 (Nivel 5)

o Añadir contacto o Bloquear

se acomodan o agrupan de mas moleculas.

saludos

o hace 3 años o Notificar un abuso

0% 0 votos

by tania

Miembro desde el 05 mayo 2007 Puntos totales: 85 (Nivel 1)

o Añadir contacto o Bloquear

No estoy de acuerdo con la respuesta anterior ya qeu las moluculas de agua se agrupan de cuatro en cuatro .Lo que pasa cuando se solidifica es que las moleculas cuando estan en estado soldi tienden a vibrar, por tanto se alejan y los ptes de hidrogeno tienden a expanderse mas.

¿porque se expande el agua al congelarse?

hace 1 año Notificar un abuso

by Miguel Miembro desde el

01 septiembre 2009

Puntos totales:

5.646 (Nivel 5)

Añadir contacto Bloquear

Mejor respuesta - Elegida por la comunidad

Esta pregunta ya ha sido respondida en el siguiente enlace:

http://es.answers.yahoo.com/question/ind…

Se dice:

La verdad es que el caso del agua es muy peculiar. La mayoría de las sustancias al pasar de líquido a sólido disminuyen su densidad debido a la típica explicación que nos han dado a todos de que las moléculas de un sólidos tienen menos vibración y, por tanto, están más fijas y ordenadas que las de un líquido que tienen más "desorden". Que pase esto en el agua es debido a que al congelarse adopta una estructura tetraédrica en estado sólido al formar puentes de hidrógeno y pierde esta estructuras al pasar a fase líquida ya que el aumento de temperatura debilita los enlaces de puentes de hidrógeno. Cuando se calienta agua sólida, que se encuentra por debajo de la temperatura de fusión, a medida que se incrementa la temperatura por encima de la temperatura de fusión se debilita el enlace por puente de hidrógeno y la densidad aumenta más hasta llegar a un valor máximo a la temperatura de 3.98ºC y una presión de una atmósfera. A temperaturas mayores de 3.98 ºC la densidad del agua líquida disminuye con el aumento de la temperatura de la misma manera que ocurre con los otros líquidos.Por tanto este fenómeno del agua es debido a los puentes de hidrógeno que forma.

hace 1 año Notificar un abuso

50% 2 votos

¿No es lo que buscabas? Intenta con Yahoo! Search

Buscar en Yahoo! Buscar

Todavía no hay comentarios en esta pregunta.

* Tienes que estar registrado para poder añadir comentarios. Entra o regístrate.

Otras respuestas (6)

by Sabrii

Miembro desde el 23 septiembre 2009

Puntos totales:

288 (Nivel 2)

o Añadir contacto o Bloquear

El agua tiene un comportamiento diferente a la mayoría de líquidos: cuando pasa a estado sólido aumenta de volumen. Esto es así porque la densidad del hielo es menor que la del agua. Como consecuencia de este fenómeno, el hielo flota en el agua.

Si se llena completamente de agua un recipiente y se lo cierra herméticamente para luego congelarlo, al solidificarse el agua generará una enorme presión que si no es soportada por el recipiente, éste se deformaría o estallaría.

Cuando el agua líquida baja de temperatura y llega a 0 °C, su densidad es de 999,9 kg/m3 (permaneciendo en estado líquido). Si se retira del líquido un poco más de calor, pasa al estado sólido y sufre una intempestiva disminución de densidad (y un consiguiente aumento de volumen), pasando a tener una densidad de 916,8 kg/m3 (a la misma temperatura, vale decir 0 °C)

Una consecuencia de todo ello es que el agua se congela de arriba hacia abajo. En lugares donde la temperatura es menor de 0 °C el agua del mar y de los lagos se enfría. Cuando empieza a congelarse, el agua en lugar de precipitarse al fondo queda en la superficie y flota. Todo esto permite que el agua y los seres vivos del fondo queden resguardados de las temperaturas exteriores muy bajas.

espero eso te ayude!saludos

ans_qp_1 porque el a

Fuente(s):

http://es.wikipedia.org/wiki/Hielo

o hace 1 año o Notificar un abuso

25% 1 Voto

by Adr

Miembro desde el 01 julio 2009

Puntos totales:

266 (Nivel 2)

o Añadir contacto o Bloquear

El agua es una de las pocas sustancias que disminuye su densidad al pasar de estado líquido a sólido, esto significa que una cierta cantidad de agua líquida ocupará menos espacio (tendrá menos volumen) que esa misma cantidad de agua en estado sólido. Pero creo que esto ya es obvio para ti.

Como debes saber, en un líquido la atracción entre las moléculas no es suficiente para mantener su posición relativa con respecto a sus vecinas debido a su alta velocidad y amplitud de vibración (medida de la temperatura) por esta razón las moléculas se disponen aleatoriamente y se percibe la característica fluidez de un líquido.

Al disminuir su temperatura (velocidad y amplitud de vibración de las moléculas) cerca del punto de congelación las fuerzas de atracción entre ellas comienzan a predominar (la velocidad y vibración deja de ser suficiente para escapar la atracción) y entonces mantienen su posición relativa formándose un sólido, que en la mayoría de los casos es cristalino, esto significa que las moléculas están ordenadas en una estructura regular (llamada estructura cristalina) en donde forman un patrón que se repite en el espacio, están por decirlo de alguna manera, alineadas.

El agua no es la excepción, pero, en la mayoría de los casos esta estructura es, en promedio, más compacta que la disposición dispersa de las moléculas en estado líquido y por esta razón la mayoría de las sustancias son más densas en estado sólido que en estado

líquido. Sin embargo, en la estructura que forma el agua al congelarse, las moléculas se organizan de una manera que los espacios entre ellas (vacíos, no aire como dijo alguien por ahí) es mayor que el espacio (promedio) entre las moléculas dispuestas aleatoriamente (cada una por su lado) y como consecuencia de esto la masa de agua se expande.

No quise ahondar en la razón por la cual ocurre esto que involucra conocimientos sobre química (puentes de hidrógeno) entre otros, de todas formas te dejo varios links para que profundices un poco en el tema si así lo deseas. Espero haberte ayudado, saludos

http://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttp://www.portalplanetasedna.com.ar/cie…

Fuente(s):

Conocimientos propios.http://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttp://www.portalplanetasedna.com.ar/cie…

o hace 1 año o Notificar un abuso

0% 0 votos

by Don Vitriolo

Miembro desde el 27 septiembre 2009

Puntos totales:

4.484 (Nivel 4)

o Añadir contacto o Bloquear

Oíste hablar de los puentes de hidrógeno? Bueno, ellos son los causantes de esa expansión. Hacen que se deba mantener una cierta distancia entre las moléculas de agua, y además al llegar al estado sólido, las moléculas empiezan a agruparse de cierta manera (en el líquido están todas girando, moviéndose, un auténtico caos). Esos dos factores hacen que deban acomodarse separándose, y entonces el cambio de volumen resultante.

Espero haberte ayudado, suerte!

o hace 1 año o Notificar un abuso

0% 0 votos

o 1 persona la calificó como buena

by Edgar B

Miembro desde el 18 septiembre 2008

Puntos totales:

281 (Nivel 2)

o Añadir contacto o Bloquear

el hielo tiene una densidad de 0.9168 g/cm3 y el agua de 0.9998 g/cm3. Esto quiere decir que al congelarse 0.9998 gr de agua ocuparan mas del cm3, ya que la masa no cambia y seria mas de 0.9168 gr de hielo.0.9998 - 0.9168 = .083 gr de hielo sobrante

o hace 1 año o Notificar un abuso

0% 0 votos

by Sherppa

Miembro desde el 19 julio 2009

Puntos totales:

14.036 (Nivel 6)

o Añadir contacto o Bloquear

Sabrii te contesto muy bien. Solo quiero agregar que este fenomeno de expansion (por incremento de volumen) solo se da entre los 0°C y -4°C.

:-)

o hace 1 año o Notificar un abuso

25% 1 Voto

o 1 persona la calificó como buena

El hielo es agua congelada. Es uno de los tres estados naturales del agua.

El agua pura se congela a la altitud del nivel del mar a 0°C. El agua, junto con el galio, bismuto, ácido acético, antimonio y el silicio, es una de las pocas sustancias que al congelarse aumentan de volumen (es decir, que disminuye su densidad); la mayoría de las

otras sustancias se contraen al congelarse. Esta propiedad evita que los océanos de las regiones polares de la Tierra se congelen en todo su volumen, puesto que el hielo flota en el agua y es lo que queda expuesto a los cambios de temperatura de la atmósfera. La densidad típica del hielo a 0 °C suele tomarse como 916,8 kg/m3 o como 0,9168 g/cm3.

Contenido

[ocultar]

1 Aumento del volumen y decrecimiento de la densidad al solidificarse 2 Estructura cristalina 3 Tipos de hielo 4 Fusión eutéctica 5 Descenso crioscópico 6 El color del hielo 7 Otras acepciones 8 Acción erosiva 9 Formaciones de hielo sin agua 10 Véase también 11 Enlaces externos

[editar] Aumento del volumen y decrecimiento de la densidad al solidificarse

El agua tiene un comportamiento diferente a la mayoría de líquidos: cuando pasa a estado sólido aumenta de volumen. Esto es así porque la densidad del hielo es menor que la del agua. Como consecuencia de este fenómeno, el hielo flota en el agua.

[editar] Estructura cristalina

Cristales de hielo, estudiados por Wilson Bentley en 1902.

El hielo presenta 12 estructuras o fases cristalinas diferentes. A las presiones habituales en el medio terrestre (en el entorno de la presión atmosférica), la fase estable suele denotarse como fase I según la terminología de Tamman. Dicha fase I presenta dos variantes relacionadas entre sí: el hielo hexagonal, denotado Ih, y el hielo cúbico, Ic. El hielo hexagonal es la fase más común, y la mejor conocida: su estructura hexagonal puede verse reflejada en los cristales de hielo, que siempre tienen una base hexagonal. El hielo cúbico Ic se obtiene por deposición de vapor de agua a temperaturas inferiores a -130 °C, por lo que no es tan común; aun así, a unos -38 °C y 200MPa de presión, situación esperable en los casquetes polares, ambas estructuras están en equilibrio termodinámico.

El hielo Ih presenta una estructura hexagonal en la que cada átomo de oxígeno de una molécula de agua tiene otros cuatro átomos de oxígeno como sus vecinos más próximos, situados en los vértices de un tetraedro regular cuyo centro es el átomo de oxígeno de interés. Esta unidad tetraédrica es común a todas las demás fases del hielo, y se debe al hecho de que el ángulo entre átomos de hidrógeno en la molécula de agua libre H-O-H es de 104,52º, en vez de 90º. El ángulo tetraédrico entre O-O-O es de 109,47º. Para temperaturas de interés terrestre, la distancia entre átomos de oxígeno O-O es de 0,276nm y entre O-H de 0,0985nm. La unión entre átomos intramoleculares es de enlaces covalentes simples y por tanto muy estables, mientras que la unión intermolecular se produce por enlaces de puente hidrógeno relativamente débiles, lo cual explica la relativamente baja temperatura de fusión del hielo. Los parámetros de red más relevantes son el lado hexagonal a=0,451nm, y la altura del prisma hexagonal c=0,7357nm. Estos valores pueden varia ligeramente con la temperatura, pero la relación entre ambos, c/a=1,628, permanece prácticamente estable y muy cercano al valor óptimo de c/a=1,633, teorizado para esferas sólidas en contacto formando la misma estructura hexagonal. La estabilidad del parámetro c/a explica el hecho de que la expansión térmica del hielo se produzca de manera isotrópica. Por su parte, el hecho de que el hielo Ih tenga una estructura hexagonal explica la anisotropía usualmente observada en sus propiedades mecánicas: el módulo de Young,

por ejemplo, que se sitúa en el entorno de E=9-10GPa para cristales puros, presenta isotropía radial, y varía considerablemente según la dirección de la deformación; la resistencia mecánica, situada en el entorno de 1MPa para cristales puros en la dirección basal, puede alcanzar los 7MPa en ciertas configuraciones. La presencia de impurezas en la red es prácticamente nula, salvo para algunas sustancias puntuales como el fluoruro de amonio, NH4F. Los defectos cristalinos pueden ser cuatro: vacantes, intersticiales, iónicos o de Bjerrum, los dos últimos siendo exclusivos del hielo y estando relacionados con la rotación de hidrógenos de una molécula de agua en la red.

En todo caso, la estructura Ih del hielo es poco compacta –lo cual explica su menor densidad con respecto a la fase líquida– sobre todo si se compara con estructuras análogas en otros materiales cristalinos como los metales. El factor de empaquetamiento es de 0,34, muy inferior al 0,74 típico de los metales. Ello se explica por la repulsión de átomos de hidrógeno y oxígeno conforme se compacta la red. De hecho, esta repulsión lleva a que, cuando la presión sobre la red hexagonal es lo suficientemente elevada, esta estructura deje de ser estable y aparezcan otras que la sustituyan.

En efecto, el resto de fases cristalinas se producen a presiones mucho más altas, y hasta 1900 eran desconocidas. De hecho, no existen en la Tierra, pues los casquetes polares terrestres son demasiado finos como para permitir la aparición de fases estables distintas al hielo Ih. Sin embargo, la situación es distinta en las grandes lunas heladas del sistema solar como Europa o Tritón, donde se postula que las presiones en el núcleo son lo suficientemente elevadas como para asegurar la aparición de fases estables distintas a la Ih, que a dichas presiones sería inestable. Las fases cristalinas de alta presión mejor conocidas son las fases II y III; en laboratorio sólo se han estudiado las fases II, III, V y VI,1 mientras que el resto permanecen básicamente desconocidas.

La estructura del hielo II es romboidal. Este hielo se forma a unos 238K para presiones de 283 atmósferas, y su densidad es de 1193kg/m³ por ser una estructura mucho más compacta. El hielo III es tetragonal, y aparece a unos 246K y 276 atm, siendo su densidad de 1166kg/m³. El hielo V es monoclínico, aparreciendo a 237,5K y 480 atm, con una densidad de 1267kg/m³. El hielo VI es tetragonal, y aparece a 237,5K para 777atm, con una densidad de 1360kg/m³. Todas estas fases son esencialmente frágiles, aunque presentan gran tendencia a la fluencia en el tiempo (creep) y cierto comportamiento viscoelástico.

Aunque inicialmente se creía que eran fases nanocristalinas, aparte de las fases cristalinas arriba mentadas, el hielo puede aparecer en dos fases amorfas (vítreas): el hielo amorfo de baja densidad (940kg/m³ a -196 °C y 1atm) y el hielo amorfo de alta densidad (1170kg/m³, mismas condiciones. La formación del hielo amorfo es complicada, y se relaciona con el tiempo de solidificación dado al agua; puede formarse por condensación de vapor por debajo de -160 °C, por colapso de la estructura Ih bajo elevada presión por debajo de -196 °C,... En todo caso, salvo en ciertas situaciones muy concretas, no son fases comunes en la Tierra.

[editar] Tipos de hielo

En el hielo, como en la mayoría de los sólidos, las moléculas se acomodan en una formación ordenada. Sin embargo, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura, es posible que adopten diferentes formas de ordenarse. A partir de 1900, Gustave Tamman y posteriormente en 1912 Percy Bridgman hicieron experimentos sobre el hielo aplicándole diferentes presiones y temperaturas, y obtuvieron hielos diferentes con mayores densidades a la normal (posteriormente se encontraron muchos más tipos de hielo). Todas estas formas de hielo tienen estructuras más compactas (diferentes formas de un elemento existentes en el mismo estado físico), o sea que se forman varias modificaciones alotrópicas o alótropos.

En forma natural, en la Tierra (dadas sus condiciones de presión y temperatura), solamente puede existir un tipo de hielo (hielo I). Sin embargo, en otros planetas o en satélites, en los que las condiciones de presión y de temperatura son diferentes, el hielo puede presentarse en otras clases.

Los tipos de hielo conocidos son los siguientes:

Hielo lc (baja temperatura, cúbica centrada en las caras, densidad aproximadamente 900 kg/m3).

Hielo II (baja temperatura, ortorrómbica centrado, densidad aproximadamente 1.200 kg/m3).

Hielo III ó Iii (baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.100 kg/m3).

Hielo V (alta presión, baja temperatura, monoclínica de base centrada, densidad aproximadamente 1.200 kg/m3).

Hielo VI (alta presión, baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.300 kg/m3).

Hielo VII (alta temperatura, alta presión, cúbico sencilla, densidad aproximadamente 1.700 kg/m3).

Hielo VIII (alta presión, tetragonal centrada, densidad aproximadamente 1.600 kg/m3).

Hielo IX (alta presión, tetragonal, densidad aproximadamente 1.200 kg/m3). Hielo XII (alta presión, baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente

1.300 kg/m3).

[editar] Fusión eutéctica

En las condiciones terrestres y durante el invierno es frecuente agregar sal al hielo para que se funda. De hecho, lo que se funde no es el hielo, sino un compuesto de hielo y sal llamado "eutéctico". Cuando la sal NaCl (Na+, Cl–) entra en contacto con el hielo, los iones se arreglan alrededor de las moléculas de agua, que son polares (H2

δ+, Oδ–) y viene a formar un compuesto (H2O).(NaCl) . Para este rearreglo hacen falta solamente unos pequeños movimientos de átomos, y se hace por lo tanto en fase sólida. Cuando se respetan las proporciones exactas (alrededor del 23 % de sal en masa), se tiene un producto que se comporta como producto puro (particularmente, hay una temperatura de fusión constante) y que se califica de "eutéctica". La temperatura de fusión de esta eutéctica es de alrededor de

–21 °C. Si la proporción de sal es inferior a esta relación, se da una mezcla agua-eutéctica, que se funde a una temperatura superior (entre –21 °C y 0 °C). Si la proporción de sal es superior, se tiene una mezcla sal-eutéctica que también se funde a una temperatura superior. Se puede trazar un diagrama, llamado diagrama de fase, que representa la temperatura de fusión en función de las proporciones agua-sal.

Diagrama de fase agua-sal a presión atmosférica ; la eutéctica se forma en una proporción de agua de 0,2331 en masa (23,31 % de sal y 76,69 % de agua en masa)

El rearreglo agua + sal → eutéctica no puede darse sino en los puntos de contacto entre los cristales de hielo y de sal, o sea en la superficie del hielo. Se forma así una capa superficial de eutéctica que se funde (si la temperatura es superior a –21 °C). Como la sal está en sobresaturación, se disuelve en la eutéctica fundida y puede reaccionar con el hielo que se encuentra sobre la película líquida. El fenómeno se propaga entonces hasta que falta agua o sal para formar una nueva eutéctica.

Así, en teoría, sería posible impedir la formación de hielo hasta los –21 °C. En la práctica, es imposible dosificar la cantidad de sal que debe usarse.

[editar] Descenso crioscópico

El descenso crioscópico es la reducción del punto de fusión de un disolvente puro por la presencia de solutos. Es directamente proporcional a la molalidad, lo que hace que sea más importante para solutos iónicos, como los que predominan en el agua de mar, que para los no iónicos. El fenómeno tiene importantes consecuencias en el caso del agua de mar, porque la respuesta al enfriamiento intenso del agua del océano, como ocurre en el invierno de las regiones polares, es la separación de una fase sólida flotante de agua pura en forma de hielo. Es así como se forma la banquisa en torno a la Antártida o al océano Ártico, como un agregado compacto de hielo puro de agua, con salmuera llenando los intersticios, y

flotando sobre una masa de agua líquida a menos de 0 °C (hasta un límite de –1,9 °C para una salinidad del 3,5%).

[editar] El color del hielo

En ciertas ocasiones el hielo se ve de color azul. ¿Por qué el hielo es azul en contraste con el color blanco de la nieve?

Bloque de hielo azul en el círculo polar antártico.

La luz blanca del Sol está realmente formada por una mezcla de colores, desde el rojo al violeta, como se comprueba cuando se hace pasar un rayo de luz a través de un prisma de vidrio, o en el arcoiris. Las ondas de luz más azuladas tienen más energía que las amarillas o las rojas. La nieve es blanca porque toda la luz que le llega es reflejada en una capa muy delgada que se encuentra en su superficie. Las pequeñas burbujas de aire que están atrapadas en el hielo refleja la luz, múltiples veces y todos los colores, desde el rojo al violeta, escapan, de modo que la luz que recibimos es luz blanca. El hielo aparece azul cuando tiene una consistencia muy alta y las burbujas de aire no impiden el paso de la luz a través de él. Sin el efecto "dispersivo" de las burbujas, la luz puede penetrar en el hielo siendo absorbida paulatinamente en su camino hacia las partes más profundas. Los fotones rojos, que tienen menor energía que los azules, penetran menos distancia y son absorbidos antes. En promedio, la absorción de luz roja en el hielo es seis veces más eficiente que la absorción de luz azul; por tanto, cuanta más distancia viaje un haz de luz blanca pierde en su camino más y más fotones rojos, amarillos, verdes... y son los azules los que "sobreviven". Esta es la razón del color azul del hielo puro, y de un glaciar o de un iceberg.

[editar] Otras acepciones

Por extensión se usa el nombre hielo para otro tipo de compuestos químicos. Así, por ejemplo, se habla de hielo seco para referirse al estado sólido del anhídrido carbónico (dióxido de carbono o CO2).

[editar] Acción erosiva

La expansión del agua al solidificarse tiene efectos geológicos importantes. El agua que se introduce en las grietas diminutas de las rocas de la superficie terrestre crea una enorme cantidad de presión al solidificarse, y parte o rompe las rocas. Esta acción del hielo desempeña un papel importante en la erosión. Además los glaciares mediante fricción pulen el terreno por donde circulan.

[editar] Formaciones de hielo sin agua

Las fases sólidas de algunas otras sustancias también reciben el nombre de hielo, sobre todo en el contexto astrofísico: el hielo seco es un término comúnmente utilizado para el dióxido de carbono sólido.

Un monopolo magnético de hielo también se puede llevar a cabo al aislar los materiales magnéticos en los cuales los momentos magnéticos imitan la posición de los protones en el agua de hielo y se rigen por limitaciones energéticas similares a las reglas de Bernal-Fowler, derivados de la frustración geométrica en la configuración de un protón en el hielo de agua. A estos materiales se les denomina hielos de espín.

Un típico diagrama de fase. La curva roja muestra la variación de la temperatura de sublimación de una sustancia. La curva verde marca la variación del punto de congelación (el tramo de curva verde con puntos muestra el comportamiento anómalo del agua) y la curva azul, la del punto de ebullición. Se muestra cómo la temperatura de sublimación, la de congelación y la de ebullición varían con la presión. El punto de unión entre las tres curvas. la roja, la verde y la azul, es el punto triple. El punto crítico se ve en el extremo derecho de la curva azul.