Scoperto il punto minimo di fusione dell’acqua, -48 gradi

Cristalli di ghiaccio. Normalmente l'acqua congela a 0 gradi. Ora ricercatori hanno scoperto il minimo punto di congelamento a -48 gradi

SALT LAKE CITY – La beviamo, ci laviamo e siamo perlopiù fatti di acqua, eppure il diffusissimo elemento chimico riserva ancora qualche mistero. Ed i chimici dell’Università dello Utah potrebbero aver risolto uno di questi enigmi dimostrando quanto l’acqua deve raggiungere prima di ghiacciare del tutto almeno i 48 gradi sotto lo zero.

Si tratta di 48 gradi Celsius in meno rispetto a quello che la maggior parte di noi considera il punto di congelamento.

Perché l’acqua non necessariamente gela a 0° come ci hanno insegnato a scuola?

Secondo il nuovo studio condotto da Valeria Molinero e Emily Moore l’acqua liquida deve diventare ghiaccio a meno 48° C, perché a quella temperatura la struttura molecolare dell’acqua cambia e ogni molecola d’acqua approssimativamente si lega con altre quattro.

Lo studio è stato pubblicato il 24 Novembre sulla rivista Nature.

“Stiamo risolvendo un mistero annoso: capire cosa succede nell’acqua super fredda”, ha detto la professoressa Molinari, principale autrice della pubblicazione.

“ L’acqua assume una struttura ‘ibrida’ a metà strada tra quella del ghiaccio e quella del liquido”. Nello stravagante mondo dell’acqua, esigue quantità di liquido possono teoricamente essere presenti persino a temperature inferiori ai -48 C quando quasi tutta l’acqua è diventata solida. Ma ogni goccia di acqua rimanente può sopravvivere solo per un breve periodo di tempo – troppo breve per consentire un’indagine accurata sulle proprietà del liquido.

Questa ricerca potrà essere molto utile per i climatologi per prevedere il riscaldamento globale, sapere come e a che temperatura l’acqua congela ”serve a stimare quanta acqua si trova in atmosfera allo stato liquido o in forma di cristalli”, e per predire quindi quanti raggi solari possono essere assorbiti.

L’acqua allo stato liquido è una rete di molecole (ognuna consiste di due atomi di idrogeno e uno di ossigeno) tenute insieme da un legame a idrogeno. Moliniero afferma che, in base alla temperatura e alla pressione, l’acqua gelata assume 16 diverse forme cristalline in cui le molecole d’acqua si legano l’un l’altra tramite legami a idrogeno.

Moliniero aggiunge: “ciò che rende l’acqua un elemento particolare è il modo in cui si comporta che la rende diversa da tutti gli altri liquidi.”

“La peculiarità dell’acqua è che può anche raggiungere temperature ben sotto lo 0 e rimanere liquida.”

Per indagare questa particolare proprietà dell’acqua ‘superfredda’ le chimiche hanno utilizzato l’avanzata tecnologia dello Utah’s Center for High Performance Computing. Il comportamento dell’acqua è stato simulato ed è stato possibile ottenere dati che gli esperimenti non possono fornire.

Il nuovo computer, 200 volte più veloce dei precedenti, ha aiutato le studiose a determinare la nuova temperatura che permette teoricamente la massima cristallizzazione e il congelamento, meno 48° appunto.

A quella temperatura avviene un repentino aumento del numero di molecole d’acqua che si uniscono con altre quattro formando dei tetraedri, la densità accresce e “l’acqua si trasforma in qualcosa di molto simile al ghiaccio” aggiunge Molinero.

Abbiamo quindi dimostrato che il cambio nella struttura dell’acqua da liquida a ‘quasi ghiaccio’ determina sia la termodinamica che il punto di cristallizzazione,” conclude Molinero.