A crioscopia, também denominada de criometria, é o estudo do abaixamento da temperatura de fusão ou de solidificação de um líquido quando ele é misturado com um soluto não volátil.
Por exemplo, o ponto de fusão ou de solidificação da água ao nível do mar é 0ºC. No entanto, se adicionarmos sal na água, será necessário fornecer uma temperatura abaixo de zero para que a mistura congele.
É por isso que a água do mar em lugares frios permanece líquida mesmo em temperaturas tão baixas. As camadas de gelo que se formam, como os icebergs, são constituídas apenas por água pura, enquanto que o restante que permanece no estado líquido é água que contém diversos sais, sendo que o principal é o NaCl.
Mas, o que acontece com as moléculas das substâncias que explica esse fato?
Para que um líquido mude do estado líquido para o sólido é necessário que a pressão máxima de vapor na fase líquida seja igual à da fase sólida. Assim, imagine um líquido puro que está sendo resfriado e está se aproximando do seu ponto de congelamento. Se nesse momento adicionamos um soluto, as suas moléculas irão interagir e a pressão de vapor do líquido irá abaixar, interrompendo a solidificação.
Para que a solução volte a se solidificar será necessário diminuir ainda mais a temperatura. O ponto de solidificação vai diminuindo progressivamente porque primeiramente quem vai congelando é o líquido puro e a solução vai ficando cada vez mais concentrada.
Quanto mais soluto tiver na solução, menor será o ponto de solidificação. A crioscopia é uma propriedade coligativa, o que significa que ela depende somente da quantidade de espécies envolvidas e não da sua natureza. Portanto, se tivermos dois copos com a mesma quantidade de água e adicionarmos açúcar em um e sal no outro, na mesma quantidade, a variação da temperatura de fusão da água nos dois copos será a mesma.
Temos uma tabela abaixo que representa bem esse fato. Nela são mostrados os pontos de fusão da água pura, da água com ureia, da água com glicose e da água com cloreto de sódio. Veja que independentemente do soluto que foi adicionado, a temperatura de fusão passou a ser a mesma nas soluções.
Observe também mais dois fatores: o ponto de fusão do solvente puro é menor do que os das soluções e que quando adicionamos mais soluto (como mostra o caso da glicose), tornamos o meio mais concentrado e o ponto de fusão diminui ainda mais.
A seguir, temos a representação das curvas de pressão de vapor referentes ao solvente puro e às soluções:
Matematicamente, esse abaixamento do ponto de congelamento pode ser calculado pela seguinte expressão:
∆tc = Kc . C . i
Em que:
∆tc = variação da temperatura de congelamento;
Kc = constante crioscópica específica para cada solvente;
C = molalidade;
i = vator de Van’t Hoff (quantidade de partículas produzidas por fórmula de soluto).
O estudo da crioscopia é muito útil no cotidiano, sendo que algumas de suas aplicações são bem explanadas no texto “Por que a água dos radiadores em lugares frios não congela?”.