Superraffreddare l’acqua è facile e divertente. Fondamentalmente, si raffredda l’acqua al di sotto del suo punto di congelamento e si cristallizza in ghiaccio a comando. Ecco le istruzioni passo dopo passo per superraffreddare l’acqua usando due metodi diversi.
Metodo #1: Superraffreddare l’acqua in bottiglia
Superraffreddare l’acqua in bottiglia in un congelatore domestico è facile. L’unico “trucco” è che l’acqua in bottiglia deve essere ragionevolmente pura. L’acqua Fiji è una delle marche più affidabili da usare, ma qualsiasi acqua purificata da osmosi inversa o distillazione funziona bene. La ragione per cui l’acqua in bottiglia funziona meglio dell’acqua di rubinetto è perché l’acqua di rubinetto contiene minuscole particelle, minerali disciolti e gas disciolti che forniscono siti di nucleazione per la formazione di ghiaccio. Si può ancora raffreddare l’acqua del rubinetto, ma prima lasciarla riposare per diverse ore in modo che le bolle possano fuoriuscire.
- Porre una bottiglia d’acqua non aperta nel congelatore. Inoltre, riempite una bottiglia delle stesse dimensioni con acqua di rubinetto.
- Lasciate raffreddare le bottiglie indisturbate per circa 2-1/2 ore. Il tempo esatto necessario per raffreddare l’acqua dipende dalla temperatura del congelatore e dalle dimensioni della bottiglia d’acqua. Non disturbare nessuna delle due bottiglie, ma guarda se l’acqua del rubinetto si è congelata. Quando l’acqua del rubinetto si congela, significa che l’acqua della bottiglia purificata è super-raffreddata. (Se l’acqua in entrambe le bottiglie è congelata, devi sciogliere il ghiaccio e ricominciare, ma controlla le bottiglie dopo meno tempo. Se entrambe le bottiglie si congelano di nuovo, o hai aspettato di nuovo troppo a lungo o l’acqua in bottiglia non era sufficientemente pura.)
- Togliere con cura la bottiglia di acqua super raffreddata dal congelatore.
- Iniziare la cristallizzazione in ghiaccio agitando la bottiglia o aprendola e versando il liquido su un pezzo di ghiaccio o un po’ di ghiacciolo congelato.
Metodo #2: Raffreddare un bicchiere d’acqua
Non hai bisogno di un congelatore per raffreddare l’acqua. Tutto ciò di cui hai bisogno è ghiaccio e un po’ di sale. Quando si sparge il sale sul ghiaccio, la piccola quantità di ghiaccio sciolto (acqua liquida) scioglie il sale e sperimenta la depressione del punto di congelamento. Questo abbassa la temperatura del ghiaccio sotto 0 °C o 32 °F. È un modo pratico per congelare il gelato fatto in casa che funziona anche per il superraffreddamento dell’acqua.
- Riempite una grande ciotola di ghiaccio. Cospargere un paio di cucchiai di sale sul ghiaccio.
- Oppure raffreddare una bottiglia d’acqua (con bottiglia di acqua di rubinetto, per riferimento) nel ghiaccio salato o mettere un bicchiere di acqua purificata nella ciotola (con termometro, in modo da sapere quando è supercooled). Assicurati che il livello del ghiaccio sia sopra il livello del liquido nel contenitore.
- Per un bicchiere contenente solo un paio di cucchiai di acqua, ci vogliono solo circa 15 minuti per superraffreddare il liquido. L’acqua in bottiglia richiede più tempo e potrebbe essere necessario riempire di nuovo il ghiaccio nella ciotola se se ne scioglie troppo.
- Congelare l’acqua super raffreddata in ghiaccio disturbandola o facendo cadere un piccolo pezzo di ghiaccio nell’acqua.
Come funziona il superraffreddamento dell’acqua
L’acqua normalmente congela in ghiaccio a 0 °C o 32 °F, ma può essere superraffreddata a pressioni ordinarie fino a una temperatura di -48,3 °C o -55 °F, a condizione che non ci siano siti di nucleazione per sostenere la crescita di cristalli di ghiaccio. All’estremità inferiore dell’intervallo di temperatura, l’acqua superraffreddata è acqua vetrosa. In altre parole, è un solido amorfo, ma non ghiaccio cristallino. Ma, appena sotto il punto di congelamento è ancora un liquido.
Quando le temperature scendono sotto il punto di congelamento, l’acqua super-raffreddata non cristallizza a causa del modo in cui le molecole d’acqua si organizzano quando vengono raffreddate. Il ghiaccio normale è esagonale (come i cristalli di neve a sei lati), ma il legame idrogeno dà all’acqua altre opzioni. L’acqua super raffreddata ha molecole d’acqua tetraedriche e cluster di acqua pentamerica. Quindi, anche se il ghiaccio esagonale è più stabile dell’acqua liquida, non forma la sua struttura cristallina preferita a meno che non sia disturbata perché l’acqua tetraedrica e pentamerica è “in mezzo ai piedi”.
Superraffreddamento vs Depressione del punto di congelamento
Alcune persone confondono il superraffreddamento con la depressione del punto di congelamento. Mentre entrambi i processi causano il congelamento di un liquido a una temperatura inferiore al normale punto di congelamento, il superraffreddamento coinvolge una sostanza pura. La depressione del punto di congelamento si verifica quando le particelle dissolte interrompono l’organizzazione delle molecole dalla fase liquida a quella solida.
Esempi di acqua superraffreddata in natura
Il superraffreddamento dell’acqua è un fenomeno naturale. Si verifica nelle nuvole cumuliformi e stratosferiche. Gli aerei impiegano sistemi di sbrinamento perché altrimenti l’acqua super raffreddata si cristallizza in ghiaccio quando le ali la disturbano.
La pioggia gelata è un altro esempio di acqua super raffreddata. Quando la pioggia colpisce una superficie, si cristallizza in ghiaccio.
Se ti è piaciuto questo progetto, un altro esempio divertente di superraffreddamento è il ghiaccio caldo!