Hoe werkt het
Je hebt zout en ijs gebruikt om de temperatuur in het koelmengsel te laten zakken tot onder het normale vriespunt van water. Dit wordt “vriespuntverlaging” genoemd. Dit zeer koude zoute water kan worden gebruikt om andere water- en sodamonsters tot onder hun normale vriespunt te koelen om te ontdekken welke daarvan kunnen worden onderkoeld. Je kunt ook ontdekken welke monsters hoe dan ook op hun normale vriespunt bevriezen.
Wanneer water bevriest, komen de moleculen op een zeer ordelijke manier bij elkaar en vormen een kristallijne structuur. Hierdoor hebben watermoleculen in ijs minder energie dan watermoleculen in vloeistof. Dat betekent dat om van vloeibaar water naar vast water te gaan, de moleculen warmte-energie moeten verliezen. Met andere woorden, als onderkoeld water bevriest wanneer je er op tikt of het opent, warmt de rest van het water ook op. Door deze opwarming kan slechts tien of twintig procent van het water bevriezen en dat verklaart het smeltwater in de fles in plaats van dat het een vaste brok is. De vorming van ijskristallen gaat heel snel, maar warmte stroomt langzaam in water.
Wanneer water is afgekoeld tot het vriespunt, kunnen ijskristallen zich in het water gaan verzamelen. Net als sneeuwvlokken hebben deze kristallen iets nodig om op te groeien en daarvoor gebruiken ze microscopisch kleine onzuiverheden in het water of plekken op de fles. Als je met echt zuiver water werkt en het langzaam afkoelt om onderkoeld water als vloeistof te produceren, is er een ander resultaat. Wanneer een onzuiverheid (b.v. een ijskristal) aan dit supergekoelde zuivere water wordt toegevoegd, versnelt dit het kristallisatieproces nog meer. Het water bevriest onmiddellijk vast zonder dat er ergens smeltwater in zit. Dit wordt “snap freezing” genoemd.”
Als je sodawater of sodapop superkoelt, zijn er nog enkele andere factoren waarmee je rekening moet houden. Wanneer frisdrank wordt geproduceerd, worden grote hoeveelheden additieven (zoals suiker, kleur- en smaakstoffen) en kooldioxide (CO2) in het water gepompt. Deze additieven worden oplosmiddelen genoemd en wanneer oplosmiddelen worden toegevoegd aan een vloeistof zoals water (het oplosmiddel), daalt het vriespunt van het water. Door het vriespunt te verlagen, moet soda een veel koudere temperatuur bereiken dan gewoon water om te bevriezen. Het koolzuurgas in de soda blijft slechts zolang in de fles aanwezig als deze afgesloten blijft. Als de fles wordt geopend en je hoort de “whoosh” van gas en schuim uit de fles stromen, daalt de concentratie van opgeloste stoffen in het water snel. Het vriespunt gaat omhoog en zonder al die oplosmiddelen bevriest de frisdrank zeer snel. Natuurlijk zorgen al die belletjes er ook voor dat de ijskristallen zich beginnen te vormen. Je kunt dit testen door op een onderkoelde fles frisdrank te tikken zonder hem te openen. Er zullen zich bellen vormen na het tikken en waarschijnlijk zal het bevriezen.