He aprovechado el clima frío reciente para ampliar nuestra capacidad de refrigeración poniendo ciertas bebidas en el porche fuera de la puerta de la cocina. Una noche, cuando la temperatura exterior cayó a 10 grados Fahrenheit, algunas de las latas de cola explotaron. Además, una botella de plástico de dos cuartos de galón de cóctel de jugo de arándano exhibió una calidad extraña. El agua se congeló, pero el resto del contenido no. Me pregunto por qué el contenido rojo no se congeló. ¿He descubierto un anticongelante nuevo?
No llenaría el sistema de refrigeración de mi coche con jugo de arándanos si fuera tú. Es bastante corrosivo debido a su acidez, y su azúcar empaña las obras. Pero has descubierto un fenómeno interesante.
De acuerdo con la lista de ingredientes que me envió, su cóctel contiene «agua filtrada, jugo de arándano (de concentrado y jugo de arándano), jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, ácido ascórbico (vitamina C).»Dejando a un lado la pregunta de cómo obtuvieron ese ingrediente de «jugo de arándano» combinando jugo de arándano con concentrado de jugo de arándano (¿no haría eso jugo y medio?), vemos que junto con el agua hay muchas moléculas alienígenas en esa botella, moléculas de azúcares y cosas de arándanos rojos diversos.»
¿Cuántas cosas de arándanos? La etiqueta dice «Cóctel de Jugo de Arándano,» no «Jugo de Arándano.»También puede ver etiquetas de bebidas que admiten ser «Bebida de jugo XX», donde XX es una fruta o verdura. «Cócteles» y «bebidas» no son jugos XX puros. Con toda probabilidad, su cóctel contiene solo del 20 al 27 por ciento de jugo de fruta real. Revise la etiqueta; la FDA requiere que se indique el porcentaje de jugo.
Aún así, la gran mayoría de las moléculas en la botella son buenos H2O que, por supuesto, se congelan a 32 grados Fahrenheit. Cuando las moléculas de agua se hayan enfriado a esa temperatura, se habrán ralentizado lo suficiente como para unirse a una red cristalina apretada ice hielo that que es tan difícil de romper que (¡sorpresa!) el hielo es una sustancia mucho más dura que el agua líquida.
Con todas esas otras moléculas alienígenas flotando por ahí, las moléculas de agua tuvieron dificultades para encontrarse unas a otras para formar cristales de hielo. Pero finalmente se congelaron cuando disminuyeron la velocidad aún más, es decir, a una temperatura inferior a 32 grados. Pero las moléculas de agua son conocidas por pegarse fuertemente. Así que, cuando se congelaron, fueron capaces de apartarse de todas esas moléculas extrañas para formar hielo puro relativamente sin adulterar. De ahí el hielo transparente de aspecto normal que viste. Las «cosas rojas de arándanos» se habían dejado en el líquido descongelado.
(Los icebergs en las regiones árticas están hechos de agua relativamente libre de sal por la misma razón, a pesar de que se congelaron a partir de agua salada de mar.)
Sobre esas latas de cola explosivas. Como todos saben, el agua se expande cuando se congela. Esto se debe a que las moléculas de agua en el hielo tienen la forma de una estructura de celosía abierta, mientras que en la forma líquida habían disfrutado de intimidad mejilla por papada. Durante la transición de congelación de la proximidad a la formación de espacio, el volumen debe aumentar, y esta expansión es lo que divide las latas en dos. Si hubieras mirado dentro, habrías visto que el hielo era agua relativamente pura, dejando toda la basura de colores atrás, al igual que en el cóctel de jugo de arándanos.
Pruébalo. Coloque una botella de plástico transparente abierta de Coca-Cola o Pepsi en su congelador, y cuando se congele, verá hermosos cristales de encaje de hielo puro transparente sobre un fondo marrón.
Ahora, si se hubiera quedado despierto toda la noche como un buen científico, tomando lecturas de temperatura cuidadosas mientras registraba sus observaciones en su cuaderno de laboratorio, podría haber descubierto la secuencia de eventos a medida que sus bebidas se enfriaban. Permítame deducir lo que debe haber pasado.
Por un lado, el cóctel de jugo de arándano debe haberse congelado primero, a una temperatura de un grado o dos por debajo de 32 grados, porque en su mayoría es agua con poco «otras cosas» en ella. La soda, que contiene mucho más azúcar, ácido fosfórico y otros ingredientes disueltos para bajar un poco su punto de congelación, se congeló a una temperatura unos grados más baja que la del cóctel.
Por otra parte, había presión de gas dentro de las latas de refrescos, ¿verdad? Bueno, la presión del gas suprime la expansión que acompaña a la congelación, del mismo modo que presionar una barra de pan para hornear inhibiría su aumento. Por lo tanto, la soda no pudo congelarse hasta que su temperatura fue incluso más baja que si hubiera estado abierta al aire.
Y otra cosa. ¿Tu cola era Clásica o Dietética? La coca-cola clásica y Dietética difieren principalmente en su tipo de edulcorante: una cantidad bastante grande de azúcar o jarabe de maíz versus una pequeña cantidad de edulcorante artificial. Cuantas más moléculas alienígenas haya en el agua, menor será su punto de congelación. Así que la Coca cola clásica se habría congelado a una temperatura aún más baja que la Coca Cola Dietética.
Como dijo Mark Twain, » Hay algo fascinante en la ciencia. Uno obtiene rendimientos tan saludables de conjeturas de una inversión de hecho tan insignificante.»
Labelingo: El perspicaz lector Anónimo de Falls Church envía la etiqueta de un paquete de Pastel de Verduras de la marca Fresh Fields de Whole Foods Hecho Con Verduras Asadas (ese es solo el nombre, no la receta). Entre más de 20 ingredientes, enumera «red whine».»¿No hay urogallo rojo, carne de res, cangrejo o carpa?
(¿Ha notado alguna tontería en las etiquetas de los alimentos? Envíe sus contribuciones de Labelingo, junto con su nombre y ciudad, a Food 101, Sección de Alimentos, The Washington Post, 1150 15th St.NW, Washington, D. C. 20071 o a la dirección de correo electrónico a continuación.)
Robert L. Wolke (www.profesor de ciencias.com) es profesor emérito de química en la Universidad de Pittsburgh y el autor, más recientemente, de «Lo que Einstein le dijo a su Cocinero: La ciencia de la cocina explicada» (W. W. Norton, $25.95). Se puede contactar con él en [email protected]