5. Agua dulce y agua salada

¿De qué se trata?

En el tema 3 viste que el agua pura funde a 0 °C y hierve a 100 °C (a nivel del mar). ¿Pasa lo mismo con el agua salada? ¿Por qué el mar no se congela tan fácil como un lago? ¿Por qué en los países fríos tiran sal en las rutas con hielo? En este tema vas a comparar el agua dulce con el agua salada. Es la puerta de entrada a las soluciones, que se estudian en la Unidad 3.

Ideas clave

🔍 Lo que vemos (macroscópico)

Tres ideas importantes:

1. La sal baja la temperatura de congelamiento y sube la de ebullición. Cuanta más sal hay disuelta, mayor es el cambio.
2. El cambio de la ebullición es pequeño. Un puñado de sal en la olla de los fideos sube el punto de ebullición en décimas de grado: no hace que el agua “hierva antes” ni mucho más caliente.
3. No hay meseta nítida. Mientras el agua salada hierve, se va evaporando agua (la sal queda), así que la solución queda cada vez más concentrada y su temperatura de ebullición sigue subiendo de a poco. Lo mismo pasa al congelarse. Esto es típico de las mezclas: la meseta perfecta es la “huella” de una sustancia pura (como viste con la naftalina).

⚛️ Lo que pasa con las partículas (una primera aproximación)

En el agua salada, entre las partículas de agua hay partículas de sal repartidas.

• Para congelarse, las partículas de agua tienen que ordenarse en el hielo; las partículas de sal “estorban” ese ordenamiento y hace falta enfriar más.
• Para hervir, las partículas de agua tienen que escapar como vapor; con partículas de sal en el medio, escapan con más dificultad y hace falta un poco más de temperatura.

Lo que importa es cuántas partículas disueltas hay, más que de qué sustancia son. En la Unidad 3 estos efectos se llaman propiedades coligativas.

✏️ Cómo lo escribimos: agua pura: $T_f = 0\ ^\circ\text{C}$, $T_e = 100\ ^\circ\text{C}$. Agua salada: $T_f < 0\ ^\circ\text{C}$, $T_e > 100\ ^\circ\text{C}$.

En la vida diaria

• Sal en rutas y veredas heladas (en lugares muy fríos): el hielo con sal se funde aunque la temperatura esté algo bajo cero.
• Mezcla frigorífica: hielo picado con sal gruesa llega a −10 °C o menos. Se usaba para hacer helado casero y para enfriar bebidas rápido.
• El mar se congela a menor temperatura que los ríos y lagos.
• Fideos: la sal se agrega por el sabor; el cambio en la temperatura de ebullición es mínimo.

Experiencias sugeridas

1. Ebullición comparada: calentar 200 mL de agua de la canilla y medir la temperatura cuando hierve. Repetir con 200 mL de agua con 3 cucharadas de sal. Registrar las dos temperaturas y observar si la del agua salada se mantiene o sigue subiendo.
2. Hielo con sal: en un vaso de metal, hielo picado con un termómetro. Medir. Agregar dos cucharadas de sal gruesa, revolver y medir cada minuto. Observar la escarcha que se forma afuera del vaso.
3. Congelamiento: dos vasitos en el freezer, uno con agua y otro con agua bien salada. Revisarlos cada 30 minutos.

Errores frecuentes

Autoevaluación

1. ¿Por qué se usa sal gruesa con el hielo para enfriar latas más rápido?

2. Un grupo midió que el agua salada hirvió a 101 °C y, cinco minutos después, a 101,5 °C. ¿Midió mal?

3. ¿Qué diferencia esperás entre la curva de enfriamiento del agua pura y la del agua salada?

Resumen

El agua con sal se congela por debajo de 0 °C y hierve por encima de 100 °C; cuanta más sal, mayor el cambio. A diferencia del agua pura, no muestra mesetas nítidas porque es una mezcla. Estos efectos dependen de cuántas partículas hay disueltas y se retoman en la Unidad 3 (soluciones y propiedades coligativas).