Hvorfor påvirker sukker frysepunktet?

Vand fryser ved 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius), men når der tilsættes et opløsningsmiddel som sukker, ændres frysepunktet. Sukkermolekylerne forhindrer vandet i at fremstille brintbindinger, som er nødvendige for soliditet, og vandet skal blive endnu koldere, før det når sit frysepunkt.
Frysepunkt

Temperaturen, hvormed en væske drejer til et fast stof er kendt som dets frysepunkt. I teorien skal smeltepunktet for et fast stof være det samme som væskens frysepunkt. For eksempel er der ved 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius) en ligevægt mellem frysning af vand og issmeltning. Ismolekyler smelter, og molekyler af vand klæber til isen og bliver frosne på samme tid. Vandet ser frossent ud på dette tidspunkt.
Vandmolekyler

Et vandmolekyle består af et iltatom og to hydrogenatomer. Temperatur måler hvor meget energi der skabes ved at bevæge molekyler. Når vandmolekylerne er kolde, har de ikke meget energi, så de bevæger sig ikke meget rundt. I stedet for bevæger de sig sammen og danner brintbindinger for at skabe en fast struktur kaldet is.
Tilføje sukker til vand

Når du tilsætter sukker til vand, bliver vandet (opløsningsmidlet) til en opløsning (en opløst opløsning i et opløsningsmiddel). Tilsætning af sukker forstyrrer den flydende tilstand, fordi sukkermolekyler bevæger sig målløst, hvilket gør de flydende vandmolekyler mindre organiserede. Sukkermolekyler pakkes ikke sammen med vandmolekyler, så når vandmolekylerne begynder at fryse, forbliver sukkermolekylerne i det flydende vand. Når vandmolekylerne skaber is, har sukkermolekylerne et mindre volumen væske, som de kan bevæge sig.
Frysepunkt Depression

Sukkerpartikler er kun i stand til at opløses i et flydende opløsningsmiddel og opløses ikke, når opløsningsmidlet er i fast tilstand. Derfor sænker tilsætning af sukker til vand det kemiske potentiale i opløsningen, hvilket også sænker dens frysepunkt. Med andre ord skal en opløsning af sukker opløst i vand afkøles til en lavere temperatur end det rene opløsningsmiddel for at frysningen kan ske. Når frysepunktet for en væske sænkes ved tilstedeværelsen af et additiv, forekommer frysepunktdepression. Det nøjagtige frysepunkt bestemmes af mængden af opløste partikler opløst i opløsningsmidlet. Jo mere opløste partikler der er i vandet, jo større er frysepunktnedtrykket i opløsningen.