¿Qué hace que el centro de los cubitos de hielo sea blanco?

La cosa blanca en tus cubitos de hielo es en realidad muy, muy pequeñas burbujas de aire. Prácticamente toda el agua natural con la que tratas es oxigenada hasta cierto punto. Es por eso que los peces pueden inhalarlo. Los científicos miden el oxígeno disuelto en las corrientes para determinar qué tan saludable es el medio ambiente. Y cuando el agua fluye de su grifo, también suele estar bastante bien oxigenada.

A medida que el agua se congela, quiere formar una estructura cristalina regular (hielo). Eso significa que las impurezas como el oxígeno y otros gases disueltos son empujados desde el frente de cristalización hacia el líquido restante. Esto significa que las últimas partes del cubo de hielo para cristalizar terminan con la mayoría de las impurezas. Si echa un vistazo a su foto de los cubitos de hielo, observará que las partes del cubito de hielo que se encontraban en la parte inferior de la bandeja son los trocitos de color lechoso. Eso es porque esas fueron las últimas partes para congelar. Los cubitos de hielo en su bandeja se congelaron desde la parte superior hacia abajo, lo que empujó el aire contaminante hacia abajo hasta que quedó atrapado en la parte inferior y no tenía a dónde ir.

Sin embargo, puede obtener hielo sin burbujas primero desoxigenándolo. La solubilidad del oxígeno en el agua disminuye al aumentar la temperatura. Si hierves el agua primero, le quitas el oxígeno. A continuación, enfríe y luego viértalo en sus bandejas de cubitos de hielo para congelar. Debería ser mucho más claro.

^ alguna foto de internet

^ Vista microscópica de burbujas en hielo.

Observe que el agua aparentemente clara a veces produce cubos de hielo extrañamente nublados. La razón principal es que el agua cristalina (con suerte) que vierte en las bandejas de hielo no es tan pura como parece, ya que contiene pequeñas cantidades de minerales y sedimentos en suspensión inofensivos (con suerte).

Debido a que todos los objetos se congelan desde el exterior hacia adentro, el centro del cubo es el último en solidificarse. El agua libre de minerales e impurezas se congela primero, empujando las partes nubladas que contienen el sedimento (y pequeñas burbujas de aire atrapadas) hacia el centro. El resultado es una nube de hielo inofensiva (pero no particularmente fotogénica).

No solo los cubos de hielo se nublan en el congelador, sino que también se encogen notablemente después de una semana o dos debido a la sublimación, el término utilizado para la evaporación directamente de la fase sólida a la fase gaseosa.

Gran pregunta Una muy relacionada: ¿por qué la nieve es blanca, pero los carámbanos son claros?

Tiene que ver con la “textura” del objeto en cuestión, o realmente cuán suave y consistente es el material. Con una superficie lisa, obtienes un reflejo especular, donde toda la luz entra y rebota en el mismo ángulo. Con una superficie irregular, obtienes un reflejo difuso, con toda la luz rebotando en ángulos aleatorios. La reflexión especular se parece a un espejo, la reflexión difusa se parece más a la luz que rebota en el papel o en una pared blanca.

Lo mismo se aplica a la composición interna de un objeto. Si el material es transparente y su densidad y composición son consistentes, entonces los rayos de luz pueden pasar directamente a través del material, y usted podrá ver todo el camino a través de él. Sin embargo, si no es consistente, los rayos de luz se dispersarán aleatoriamente, y no podrá ver a través de él, aunque podrá decir, por ejemplo, que una luz está encendida en el otro lado.

Con las áreas blancas en los cubitos de hielo, está viendo una mezcla de burbujas de aire y posiblemente otros contaminantes que están dispersando los rayos de luz a medida que viajan a través del hielo. En las áreas despejadas del cubo de hielo, el agua es pura y consistente, por lo que los rayos de luz viajan en línea recta y no se dispersan.

Finalmente, hay una prueba muy fácil para esta teoría: tome un poco de plástico suave y transparente, como en una botella de refresco. Límpielo con papel de lija y verá que ya no está claro en esas áreas. Has difundido los rayos de luz que viajan y rebotan en el plástico, por lo que ahora se ve blanco.

Este es en realidad un campo continuo de estudio y debate. Aunque las burbujas microscópicas contribuyen claramente al hielo turbio, el simple hecho de usar agua hervida no produce cubos de hielo perfectamente transparentes. Inténtalo tú mismo. De manera similar, como el agua hirviendo causa que los minerales disueltos se precipiten fuera del agua, los minerales disueltos claramente no son la única causa del hielo turbio.

Camper English ha realizado numerosos experimentos y su conclusión es que el centro de los cubitos de hielo es blanco porque el hielo en un congelador se congela al mismo ritmo desde todas las direcciones. Se obtiene hielo claro y perfectamente estructurado en el exterior, pero las irregularidades quedan atrapadas en el centro. Al usar aislamiento para dirigir el proceso de congelación, tiene un proceso repetible para producir hielo transparente que se usa comercialmente. Pero la composición de las irregularidades en la estructura del hielo todavía está en discusión.

El agua contiene aire atrapado y disuelto. Cuando el hielo comienza a congelarse, el aire comienza a concentrarse en el líquido restante (generalmente no atrapa en el hielo formado temprano, que como resultado suele ser bastante claro). A medida que disminuye la cantidad de agua (de la remoción en forma de hielo), la proporción de aire aumenta en el líquido restante, y el aire sale a medida que el agua se enfría y se convierte en hielo, y se encuentra en la última parte del bloque de agua que se congela (al final, el agua no puede absorber más aire, por lo que burbujea y se congela en el hielo como agujeros llenos de aire)

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La cosa blanca en tus cubitos de hielo es en realidad muy, muy pequeñas burbujas de aire. Prácticamente toda el agua natural con la que tratas es oxigenada hasta cierto punto. Es por eso que los peces pueden inhalarlo. Los científicos miden el oxígeno disuelto en las corrientes para determinar qué tan saludable es el medio ambiente. Y cuando el agua fluye de su grifo, también tiende a estar bastante bien oxigenada. A medida que el agua se congela, quiere formar una estructura cristalina regular (hielo). Eso significa que las impurezas como el oxígeno y otros gases disueltos son empujados desde el frente de cristalización hacia el líquido restante. Esto significa que las últimas partes del cubo de hielo para cristalizar terminan con la mayoría de las impurezas.

La materia blanca sigue siendo hielo; es un poco diferente al hielo perfecto que esperas.

El agua es naturalmente blanca, pero por lo general se ve clara porque hay suficiente espacio entre las moléculas por las que pasa la mayoría de la luz sin chocar.

Sin embargo, este no es el caso con hielo. El hielo es mucho más denso y la luz tiende a rebotar en él. Cuanto más rebota la luz, más blanca se ve. Un poco de hielo tiene una estructura cristalina casi perfecta, por lo que la luz es más capaz de atravesarla.

El ejemplo más extremo de hielo blanco que puedo imaginar es la nieve, que es básicamente un montón de pequeños trozos de hielo pegados. Debido a que son tan desiguales, la luz rebota como loca cuando los golpea.

El hielo del agua del grifo en un congelador normal es blanco porque los gases disueltos en el agua quedan atrapados y son forzados a formar pequeñas burbujas. Además, sucede cuando el hielo se congela de una manera que no permite que se formen cristales grandes. Dos formas de obtener hielo claro son usar agua hervida o congelar el agua rápidamente a temperaturas extremadamente bajas. El hielo nublado es más débil y se derrite más rápido que el hielo puro y claro.

Para tener este sentido literalmente, el agua utilizada para congelarse en el hielo no siempre está en su forma más pura, contiene pequeñas cantidades de impurezas o minerales inofensivos (por ejemplo, el oxígeno también es una especie de impureza).

A medida que el proceso de congelación tiene lugar de afuera hacia adentro, las partículas de agua libres de impurezas se solidifican primero, luego todos los minerales se empujan hacia el centro, haciendo pequeñas burbujas de aire y solidificándose en el centro formando una nube blanca (nube de cubos)

Sin embargo, es posible tener hielo en espejo transparente con agua que no tenga impurezas.

Los cubitos de hielo se enturbian cuando el agua se congela rápidamente. Debido al hecho de que los objetos se congelan desde el exterior hacia adentro, a medida que el hielo comienza a desarrollarse en la superficie del agua, algunos gases no pueden disolverse dentro del agua y emergen en forma de burbujas microscópicas. La capa externa de hielo ya formada atrapa todas estas pequeñas burbujas dentro del cubo, creando una capa “nublada” en las afueras del cubo de hielo.

También es posible que el color blanco se deba a residuos (completamente inofensivos) de carbonato de calcio y otras impurezas, creando pequeños copos blancos en el hielo.

Espero que esto haya ayudado!

Puedo agregar un poco en el lado opuesto de la pregunta: ¿Qué promueve más cubos de hielo casi transparentes? De hecho, odio a los fabricantes de hielo que se venden comercialmente para su uso en refrigeradores porque consistentemente forman hielo muy turbio. Por lo tanto, aguanté el llenado de las bandejas de hielo porque los cubos salen en su mayoría transparentes con solo algo de nubosidad en el medio. Sí, hervir para que salga el aire es útil, pero más problemático de lo que vale desde mi punto de vista. Lo que he encontrado es que la tasa de congelación afecta a la formación de un centro nublado: cuanto más lento, menor es el centro nublado. Así, las bandejas de hielo de plástico, que no conducen el calor tan bien como las de aluminio, funcionan mejor. También ayuda un congelador que no se mantiene demasiado frío. (También evita que el helado se endurezca demasiado).

Existen máquinas de hielo comerciales independientes que producen constantemente hielo muy claro incluso cuando se utiliza agua de grifo dura como entrada. Creo que lo logran desperdiciando algo de agua, tal vez hasta la mitad. A medida que el hielo se congela, el aire y los minerales disueltos se concentran en la porción de agua que se desecha antes de que se congele.

Pequeñas burbujas de gas que se formaron mientras el hielo se congelaba.

bolsillos de aire

Burbujas de aire atrapadas!