Super congelamento – o que é?

Quase todo mundo já presenciou o fenômeno físico-químico do super congelamento, no entanto, pouca gente sabe o motivo dele ocorrer ou por que o fenômeno tem esse nome.

O que é super congelamento?

O super congelamento também pode ser chamado de super resfriamento. Para facilitar a compreensão, vamos exemplificar uma situação cotidiana. Às vezes, colocamos uma garrafa de vidro com cerveja, ou com refrigerante no congelador ou freezer e esquecemos de retirá-la depois de alguns minutos. Se passar algumas horas, o que ocorrerá com a garrafa de bebida? Se a garrafa não estiver estourado, ela estará bem gelada. O que fazemos? Retiramos esta garrafa do congelador, segurando-a pelo gargalo, olhamos se o seu conteúdo está congelado e como não está, a abrimos. Mas quando a abrimos, ela quebra, estoura ou o líquido se congela instantaneamente. Quem nunca presenciou este fato, ou ouviu falar?

O que ocorreu com o líquido foi super congelamento, ou seja, o líquido estava em um estado de equilíbrio instável, no qual qualquer coisa poderia interromper o equilíbrio. Quando a garrafa é aberta, o equilíbrio é perturbado e o líquido congela.

O super congelamento acontece quando se retira energia rapidamente de um líquido e ele se resfria abaixo da temperatura de solidificação. Este fenômeno ocorre devido ao fato do resfriamento ser muito rápido e não ocorrer a formação de um “ponto” ou cristal inicial, que é, geralmente, formado para dar início ao congelamento. Um pequeno cristal formado irá atrair as moléculas das proximidades, formando assim, um grande cristal, ou seja, o líquido congelado.

Com a ocorrência do fenômeno de super congelamento, o cristal inicial não se forma e as moléculas ficam em um estado de equilíbrio sensível, no estado líquido, mesmo em temperatura abaixo da necessária para o congelamento do líquido. Quando ocorre uma pertubação do equilíbrio, seja por balançar a garrafa ou abri-la (diminuindo a pressão interna, pois há liberação de gás), o cristal se forma e o líquido se congela rapidamente, aumentando a temperatura e liberando calor (calor de cristalização) imperceptível à sensibilidade do tato humano. Dessa forma, o líquido se congela na temperatura de congelamento normal e caso continue resfriando, agora será o sólido que se resfriará.

No caso da garrafa de bebida (cerveja ou refrigerante), o líquido é composto por uma solução aquosa, ou seja, há grande quantidade de água. A água, como se sabe, tem a propriedade de ocupar maior volume no estado sólido do que no líquido. Dessa forma, haverá a quebra ou estufamento da garrafa. Como o volume aumenta rapidamente (passagem do estado líquido para o estado sólido da água), não há espaço para a expansão, havendo a quebra ou estufamento da garrafa.

O fenômeno do super congelamento ou super resfriamento é bastante comum, não ocorrendo somente para soluções aquosa, mas para diversos líquidos.