Di Claire Gillespie, aggiornato il 24 marzo 2022
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La temperatura alla quale un liquido si trasforma in solido è chiamata punto di congelamento. Per l'acqua pura, questo è 32°F (0°C). A questa temperatura, le molecole di acqua e quelle di ghiaccio sono in equilibrio dinamico:l'acqua si congela mentre il ghiaccio si scioglie alla stessa velocità.
Una molecola d'acqua è composta da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. Quando la temperatura scende, l'energia cinetica di queste molecole diminuisce, consentendo loro di formare legami idrogeno che creano un reticolo cristallino noto come ghiaccio.
Quando lo zucchero (saccarosio) si dissolve in acqua, le molecole di zucchero si disperdono nel solvente. Interferiscono con la capacità delle molecole d’acqua di allinearsi nella regolare struttura di legami idrogeno necessaria per la formazione del ghiaccio. Le molecole di zucchero occupano uno spazio che altrimenti sarebbe a disposizione dell'acqua, “affollando” di fatto la soluzione.
Poiché le particelle di zucchero rimangono nella fase liquida, abbassano il potenziale chimico della soluzione. Questo fenomeno, noto come abbassamento del punto di congelamento, significa che la miscela deve essere raffreddata al di sotto di 0°C (32°F) prima che si possa formare ghiaccio. L'entità della depressione dipende dalla concentrazione di zucchero:una maggiore quantità di zucchero disciolto porta ad un maggiore abbassamento della temperatura di congelamento.
In pratica, questo è il motivo per cui le bevande zuccherate e i dessert rimangono liquidi a temperature che congelerebbero la semplice acqua. Il principio è ampiamente applicato nella conservazione degli alimenti e nella creazione di basi per gelato che mantengano una consistenza desiderabile.
