L'eau gèle à 32 degrés Fahrenheit (0 degré Celsius), mais quand un soluté tel que le sucre est ajouté, le point de congélation change. Les molécules de sucre empêchent l'eau de former des liaisons hydrogène, qui sont nécessaires pour la solidité, et l'eau doit devenir encore plus froide avant d'atteindre son point de congélation.

Point de congélation

La température à laquelle un liquide se transforme en un solide est connu comme son point de congélation. En théorie, le point de fusion d'un solide devrait être le même que le point de congélation du liquide. Par exemple, à 32 degrés Fahrenheit (0 degré Celsius), il y a un équilibre entre la congélation de l'eau et la fonte de la glace. Les molécules de glace fondent et les molécules d'eau adhèrent à la glace et deviennent gelées en même temps. L'eau semble gelée à ce point.

Molécules d'eau

Une molécule d'eau est constituée d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène. La température mesure la quantité d'énergie créée par le déplacement des molécules. Quand les molécules d'eau sont froides, elles n'ont pas beaucoup d'énergie, donc elles ne bougent pas beaucoup. Au lieu de cela, ils se déplacent ensemble et forment des liaisons hydrogène pour créer une structure solide appelée glace.

Ajouter du sucre à l'eau

Lorsque vous ajoutez du sucre à l'eau, l'eau devient une solution ( un soluté dissous dans un solvant). L'ajout de sucre perturbe l'état liquide parce que les molécules de sucre se déplacent sans but, ce qui rend les molécules d'eau liquide moins organisées. Les molécules de sucre ne s'accumulent pas avec les molécules d'eau, de sorte que lorsque les molécules d'eau commencent à geler, les molécules de sucre restent dans l'eau liquide. Lorsque les molécules d'eau créent de la glace, les molécules de sucre ont un volume de liquide plus petit dans lequel se déplacer.

Dépression du point de congélation

Les particules de sucre ne peuvent se dissoudre que dans un solvant liquide t se dissoudre lorsque le solvant est à l'état solide. Par conséquent, l'ajout de sucre dans l'eau diminue le potentiel chimique de la solution, ce qui abaisse également son point de congélation. En d'autres termes, une solution de sucre dissous dans l'eau doit être refroidie à une température plus basse que le solvant pur pour que la congélation se produise. Lorsque le point de congélation d'un liquide est réduit par la présence d'un additif, une dépression du point de congélation se produit. Le point de congélation exact est déterminé par la quantité de particules dissoutes dissoutes dans le solvant. Plus il y a de particules de soluté dans l'eau, plus l'abaissement du point de congélation de la solution est important.