Un crioscopio es un instrumento científico utilizado en laboratorios de investigación e industriales para determinar el punto de congelación de un líquido o solución. La crioscopia, la medida del punto de congelación, se usa a menudo para determinar la concentración de una solución o la cantidad de soluto que se ha disuelto en un solvente. Dado que el punto de congelación cambia en proporción a la cantidad de soluto disuelto en la solución, un crioscopio puede ayudar a los investigadores a determinar la concentración con gran precisión. Esta técnica se utiliza especialmente en la industria de la leche, donde los puntos de congelación más altos o más bajos a menudo proporcionan información importante sobre la calidad de la leche.
Para determinar el punto de congelación, el crioscopio utiliza un principio conocido como sobreenfriamiento. Cuando una solución se sobreenfría, su temperatura se reduce más allá de su punto de congelación sin que se congele. La solución permanece en su fase líquida porque no hay cristal semilla o estructura alrededor de la cual pueda cristalizar. Cuando se introduce una estructura o la solución se agita mecánicamente, de repente se congelará.
Después de colocar una solución de muestra en el crioscopio, el dispositivo inserta una sonda de temperatura y una varilla de agitación en la solución y comienza a enfriarla. Finalmente, la temperatura de la solución pasa su punto de congelación a medida que se sobreenfría a un nivel específico. Una vez que la solución está sobreenfriada, la varilla agitadora agita el líquido, provocando una congelación abrupta. El calor liberado en la reacción de cristalización de congelación, conocido como calor de fusión, hace que la temperatura de la solución vuelva a dispararse hasta su punto de congelación, donde se estabiliza durante un intervalo de tiempo antes de volver a caer. El crioscopio realiza su medición durante esta meseta, cuando la temperatura de la solución está precisamente en su punto de congelación.
Los crioscopios se utilizan ampliamente en la industria láctea para determinar la calidad de la leche. Aunque el punto de congelación de la leche varía según el tipo de animal, su dieta y su raza, las organizaciones reguladoras de la industria han determinado un punto de congelación aceptable para la leche de vaca no contaminada y sin diluir. Los crioscopios utilizan este punto como estándar para la calibración. Si se determina que el punto de congelación de la muestra de leche es más cálido que el estándar, es probable que se haya diluido, es decir, que se le haya agregado agua. Las muestras de leche que tienen un punto de congelación más frío de lo normal pueden estar contaminadas o agrias.
La adición de solutos como los que se encuentran en la leche dificulta la congelación del agua; en otras palabras, reducen el punto de congelación y la solución se congela a una temperatura más fría. Más agua, por otro lado, significa que la solución se congela a una temperatura más alta; su punto de congelación aumenta, ya que es más fácil de congelar. Al comparar los puntos de congelación de las muestras de leche, los crioscopios pueden determinar no solo si se ha agregado agua a la leche, sino también exactamente cuánta agua se ha agregado. Los laboratorios industriales usan estas medidas para monitorear y mantener la calidad de la leche.