Il galleggiamento del ghiaccio sull’acqua è un fatto noto a tutti. Gli iceberg nell’oceano o i cubetti di ghiaccio fluttuanti in un bicchiere d’acqua sono classici esempi di questo fenomeno. Il galleggiamento della forma solida sul proprio liquido è un comportamento quasi esclusivo dell’acqua e le cause vanno ricercate nelle sue proprietà. Andiamo a scoprire perché il ghiaccio galleggia sull’acqua.
Perché il ghiaccio galleggia sull’acqua: una questione di densità
La proprietà dalla quale dipende il galleggiamento di un solido su di un liquido è la densità. Tutte le sostanze modificano la loro densità nel passaggio dallo stato solido a quello liquido. Normalmente la densità aumenta con il diminuire della temperatura. Per l’acqua questo principio è valido fino al raggiungimento dei 4°C, temperatura alla quale corrisponde la sua densità massima. Quando la temperatura scende al di sotto dei 4°C la densità dell’acqua diminuisce progressivamente, fino a toccare il valore minimo al raggiungimento della temperatura di congelamento (pari a 0°C).
Alla base di questa inversione di tendenza ci sono i legami idrogeno, interazioni che si stabiliscono
tra le molecole d’acqua sia allo stato solido che liquido. Nel ghiaccio i legami idrogeno sono rigidi e questa rigidità porta le molecole d’acqua ad orientarsi secondo una ben precisa disposizione spaziale. In questo modo si crea una struttura tridimensionale caratterizzata dalla presenza di numerosi spazi tra le molecole.
Quando il ghiaccio si trasforma in acqua alcuni legami idrogeno si rompono e le molecole libere possono andare ad occupare gli spazi vuoti. La presenza di spazi vuoti rende il ghiaccio meno denso rispetto all’acqua. La minore densità è il motivo per cui il ghiaccio galleggia sull’acqua.
Il galleggiamento del ghiaccio sull’acqua è fondamentale per la sopravvivenza degli ecosistemi
acquatici. Il ghiaccio, infatti, rimanendo in superficie impedisce il progressivo congelamento
dell’intero corpo d’acqua e, allo stesso tempo, funge da strato isolante che protegge gli organismi
presenti nel corpo d’acqua.
