Kaj je krioskop?

Krioskop je znanstveni instrument, ki se uporablja v raziskovalnih in industrijskih laboratorijih za določanje ledišča tekočine ali raztopine. Krioskopija, merilo ledišča, se pogosto uporablja za določanje koncentracije raztopine ali količine topljenca, ki je bila raztopljena v topilu. Ker se ledišče spreminja sorazmerno s količino raztopljene raztopine v raztopini, lahko krioskop pomaga raziskovalcem določiti koncentracijo z veliko natančnostjo. Ta tehnika se uporablja predvsem v mlečni industriji, kjer višja ali nižja ledišča pogosto dajejo pomembne informacije o kakovosti mleka.

Za določitev ledišča krioskop uporablja princip, znan kot superhlajenje. Ko je raztopina prehlajena, se njena temperatura zniža nad zmrzišče, ne da bi zmrznila. Raztopina ostane v tekoči fazi, ker ni semenskega kristala ali strukture, okoli katere bi lahko kristalizirala. Ko vnesemo strukturo ali raztopino mehansko pretresemo, bo nenadoma trdno zamrznila.

Ko raztopino vzorca vstavimo v krioskop, naprava v raztopino vstavi temperaturno sondo in mešalno palico ter jo začne ohlajati. Sčasoma temperatura raztopine preseže ledišče, ko se prehladi na določeno raven. Ko se raztopina prehladi, mešalna palica vznemiri tekočino, kar povzroči nenadno zmrzovanje. Toplota, ki se sprosti pri kristalizacijski reakciji zmrzovanja, znana kot toplota fuzije, povzroči, da se temperatura raztopine vrne do svoje zmrziščne točke, kjer se za določen čas ustavi, preden ponovno pade. Krioskop meri med tem platojem, ko je temperatura raztopine natančno na ledišču.

Krioskopi se pogosto uporabljajo v mlečni industriji za določanje kakovosti mleka. Čeprav se ledišče mleka razlikuje glede na vrsto živali, njeno prehrano in pasmo, so industrijske regulativne organizacije določile sprejemljivo zmrzišče za nekontaminirano in nerazredčeno kravje mleko. Krioskopi uporabljajo to točko kot standard za kalibracijo. Če se ugotovi, da je ledišče vzorca mleka toplejše od standardnega, je bilo verjetno razredčeno – to pomeni, da mu je bila dodana voda. Vzorci mleka, ki imajo hladnejše zmrzišče od norme, so lahko onesnaženi ali kisli.

Dodatek raztopljenih snovi, kot so tiste v mleku, otežuje zmrzovanje vode – z drugimi besedami, znižajo zmrzišče in raztopina zmrzne pri nižji temperaturi. Več vode pa pomeni, da raztopina zmrzne pri višji temperaturi – njeno zmrzišče se dvigne, saj jo je lažje zamrzniti. S primerjavo zmrziščnih točk vzorcev mleka lahko krioskopi ugotovijo ne le, ali je bila mleku dodana voda, ampak tudi natančno, koliko vode je bilo dodano. Industrijski laboratoriji uporabljajo te meritve za spremljanje in vzdrževanje kakovosti mleka.