Έχετε ποτέ φτιάξει σπιτικό παγωτό; Μπορεί η διαδικασία να είναι διασκεδαστική και το αποτέλεσμα νόστιμο αλλά ίσως χωρίς να το γνωρίζουμε, χρησιμοποιούμε ενδιαφέροντες κανόνες φυσικής και χημείας για να το πετύχουμε. Πώς αλλάζουν τα συστατικά κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας και γιατί χρησιμοποιούμε αλάτι;
Για να φτιάξουμε παγωτό, τα συστατικά – συνήθως γάλα (ή μισή ποσότητα γάλακτος – μισή κρέμα), ζάχαρη και εκχύλισμα βανίλιας – πρέπει να κρυώσουν. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι με τη χρήση αλατιού. Εάν ζείτε σε περιοχές με κρύο κλίμα και χιόνια το χειμώνα, θα έχετε ίσως δει τα φορτηγά να απλώνουν αλάτι και άμμο στους χιονισμένους ή παγωμένους δρόμους για να διευκολύνουν την κυκλοφορία των αυτοκινήτων. Γιατί γίνεται αυτό; Το αλάτι χαμηλώνει τη θερμοκρασία κατά την οποία το νερό παγώνει, έτσι με το αλάτι ο πάγος λιώνει ακόμα και όταν η θερμοκρασία είναι κάτω από το κανονικό σημείο πήξης του νερού.
Είναι δυνατόν το αλάτι που χρησιμοποιείται για να λιώνει το χιόνι και τον πάγο, να χρησιμοποιείται επίσης για να παγώσει τα συστατικά του παγωτού; Η επιστήμη αποφαίνεται θετικά. Όταν ένα σημείο πήξης χαμηλώνει, όπως με την προσθήκη αλατιού στο νερό, η διαδικασία αυτή ονομάζεται κατάπτωση του σημείου πήξης (freezing point depression). Εάν έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ παλιομοδίτικη μηχανή με χειροκίνητη μανιβέλα για να φτιάξετε παγωτό, θα έχετε βάλει μάλλον ένα μείγμα πάγου και αλατιού γύρω από το δοχείο που μπαίνει το γάλα και η κρέμα. Ο συνδυασμός πάγου-αλατιού έχει χαμηλότερη θερμοκρασία από το καθαρό παγωμένο νερό και μπορεί να παγώσει τα συστατικά, μετατρέποντας τα σε παγωτό. Αν και το καθαρό νερό παγώνει στους 0 ° C, το μείγμα νερού και αλατιού θα παγώσει μόνο σε θερμοκρασίες κάτω από τους 0° C. Ένα διάλυμα 10% άλατος παγώνει στους -6 ° C ενώ ένα διάλυμα 20% παγώνει στους -16 ° C.
Εάν έχετε ποτέ παρακολουθήσει το αλάτι να λιώνει τον πάγο, έχετε δει τη διαδικασία διάλυσης. Ο πάγος που βρίσκεται γύρω από τους κόκκους του αλατιού λιώνει και η τήξη εξαπλώνεται από εκείνο το σημείο. Όταν φτιάχνουμε παγωτό, η θερμοκρασία γύρω από το μείγμα του παγωτού πρέπει να είναι χαμηλότερη από τους 0° C εάν θέλουμε το μείγμα να παγώσει. Το αλάτι που αναμιγνύεται με τον πάγο δημιουργεί μια άλμη που έχει θερμοκρασία μικρότερη από τους 0° C. Η άλμη αυτή είναι τόσο κρύα που παγώνει εύκολα το μείγμα παγωτού.