Una depressione del punto di congelamento è quando il normale punto di congelamento di un liquido viene abbassato oltre il normale mediante l’aggiunta di un soluto. Ogni liquido ha un punto di congelamento normale; ad esempio, l’acqua pura si congela a 32 gradi Fahrenheit (F) (zero gradi Celsius o C). Il sale nell’acqua di mare porta l’acqua di mare ad un punto di congelamento inferiore a quello dell’acqua pura; l’acqua di mare può ancora congelare, tuttavia, le temperature alle quali lo fa sono inferiori a quelle dell’acqua proveniente da una fonte di acqua pura. Questo fatto è ciò che permette di fare il gelato nelle gelaterie, quando il contenitore metallico al centro è circondato da ghiaccio salmastro. Lo scioglimento del ghiaccio da parte del salgemma consente alla miscela di gelato di perdere calore nell’acqua ghiacciata circostante, congelando così il gelato.
Gli scienziati hanno notato che la quantità di soluto aggiunta a un liquido è direttamente proporzionale alla depressione del punto di congelamento che si ottiene. Non solo le molecole in una soluzione congelano a una temperatura più bassa, ma il raffreddamento fino al punto di congelamento procede a un ritmo più moderato rispetto ai liquidi puri. La capacità di depressione del punto di congelamento di una soluzione è la base per l’uso di sale o sabbia su strade ghiacciate in inverno. Le molecole di sale o sabbia, sparse sulle carreggiate, si mescolano al ghiaccio e provocano lo scioglimento, cosa particolarmente utile per il ghiaccio nero così pericoloso per i veicoli su cui viaggiare. La forte diffusione di sale può portare una depressione del punto di congelamento fino a zero gradi F (-18 gradi C).
Quando il sale viene sparso sul ghiaccio, c’è uno scambio chimico tra le molecole. Le molecole di superficie del ghiaccio iniziano a fuggire nell’acqua di fusione e le molecole di superficie dell’acqua vengono intrappolate nelle molecole di superficie dell’acqua. Questo spostamento tra le molecole provoca fluttuazioni nelle temperature di ciascuna che gradualmente riscaldano e fondono il ghiaccio rimanente mentre le molecole fuoriuscite si sciolgono e accelerano. La miscela di sale aggiunta introduce molecole di corpi estranei che non si compattano facilmente in un solido e accelerano la liquefazione. Per questo motivo, qualsiasi sostanza estranea – alcool, zucchero o sale – introdotta avrebbe lo stesso effetto, sebbene il sale sia ampiamente disponibile e meno costoso da usare.
Una depressione del punto di congelamento è l’intento di aggiungere antigelo ai radiatori dei veicoli automobilistici. L’aggiunta di glicole etilenico, un ingrediente principale dell’antigelo, crea una soluzione con l’acqua. Le persone in diversi climi freddi possono utilizzare diverse percentuali di antigelo nell’acqua per raggiungere depressioni diverse, tuttavia, quando c’è più antigelo nell’acqua rispetto al contrario, si verifica l’effetto opposto e i punti di congelamento aumentano anziché abbassarsi. Si consiglia di leggere i lati della bottiglia antigelo per determinare le migliori percentuali da utilizzare in climi particolari.