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Acqua e ghiaccio

Vi siete accorti che il ghiaccio galleggia sull’acqua? Un fatto strano, dal momento che per quasi tutte le altre sostanze succede il contrario (cioè il solido è più denso del proprio liquido). Il ghiaccio è caratterizzato da una struttura tridimensionale molto rigida, resa possibile dalla presenza di interazioni particolari, chiamate legami idrogeno. Tale struttura è "vuota", nel senso che vi sono molti spazi. Questi spazi in parte si perdono nel momento in cui il ghiaccio si trasforma in acqua liquida, in cui le molecole sono più vicine.

La struttura del ghiaccio

Avendo più spazi vuoti, il ghiaccio ha una densità più bassa di quella dell’acqua liquida, su cui galleggia. Molti dei legami idrogeno presenti nel ghiaccio sono mantenuti anche nell’acqua liquida, e questo determina la particolarità di molte delle sue proprietà. L’acqua liquida raggiunge la densità massima circa 4 gradi (a 3.98 °C) al di sopra della sua temperatura di congelamento, che è 0 °C. Se una massa d’acqua (per esempio, un fiume, uno stagno, un lago) viene a trovarsi in un ambiente in cui la temperatura si abbassa al di sotto di 3.98 °C, la densità dell’acqua diminuisce e questo le permette di risalire in superficie dove congela e non affonda. Lo strato di ghiaccio formato in superficie funziona come isolante termico, proteggendo l’ambiente biologico che si trova al di sotto. E così, il pescatore può pescare pesci - vivi! - sotto lo strato di ghiaccio, persino al Polo Nord.