¿Sabías que el agua se expande cuando se congela?

¿Alguna vez te preguntaste por qué el agua se expande cuando se congela? La prueba puede hacerse fácilmente: primero hay que llenar una botella al ras de la superficie, y luego dejar que el líquido se congele por algunas horas.

Al sacar la botella del congelador o freezer, lo más probable es que la botella esté rota de alguna manera. Dado que al agua creció en volumen, necesitó salir por algún lado, algo similar a lo que ocurre con plantas que crecieron mucho en macetas pequeñas. ¿Por qué pasa esto? Billiken te cuenta.

¿Por qué el agua se expande cuando se congela?

La ciencia detrás de la expansión del agua no es ningún misterio. Cuando se encuentra en estado líquido, las moléculas de este elemento natural se encuentran en una situación de caos, como suele llamarse.

Es decir, debido a que los enlaces de hidrógeno son débiles en comparación a otras sustancias, las moléculas no están a una misma distancia una de otra, sino que están dispuestas de manera desorganizada.

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Pero entre los 0º y los 4ºC estos enlaces logran estabilizarse, haciendo que las moléculas adopten una forma determinada y más ordenada. Esto se debe a que la estructura del hidrógeno es hexagonal, como podemos ver en la siguiente imagen:

En otras palabras, al bajar la temperatura, las moléculas se "mueven" más lento, por lo que requieren más espacio. Y cuando eso pasa, las moléculas se separan a una misma distancia.

¿Qué quiere decir esto? Que cuando el agua se congela, habrán menos moléculas de agua en un mismo volumen (el tamaño de un vaso, por ejemplo). El problema es que la cantidad de materia que teníamos era la misma. Entonces, ¿qué pasó con las moléculas restantes (las que quedarían fuera del vaso)?

Por supuesto que no pueden desaparecer de la nada. Simplemente debieron encontrar un nuevo espacio para ocupar. Por eso, al congelar un vaso con agua al ras de la superficie, veremos cómo luego de unas horas el agua creció y superó el tamaño del vaso. O cómo una botella estalló, en caso de haberla llenado hasta el tope.

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¿Cuánto se expande este elemento natural al congelarse?

Se estima que el agua se expande entre un 9 y un 10% cuando se congela. Es decir que si congelamos un litro de agua, luego tendremos un hielo equivalente a 1,09 litros en términos de volumen.

Lo curioso es que, confirmando el hecho de que el agua es un elemento realmente único, pareciera ir en contra al resto de la naturaleza. Todos los elementos siguen el proceso inverso: cuando se congelan, se comprimen, y sólo se expanden cuando se calientan.