¿Por qué es azul hielo?

El hielo glaciar y los lagos congelados se ven azules, pero los carámbanos y el hielo de su congelador parecen transparentes. ¿Por qué es azul hielo? La respuesta rápida es que es porque agua absorbe otros colores de la espectro, entonces el que se refleja en tus ojos es azul. Para comprender por qué necesita comprender cómo interactúa la luz con el agua y el hielo.

Conclusiones clave: por qué el hielo es azul

Tanto en su forma líquida como sólida, el agua (H₂O) las moléculas absorben la luz roja y amarilla, por lo que la luz reflejada es azul. El enlace oxígeno-hidrógeno (enlace O-H) se estira en respuesta a la energía entrante de la luz, absorbiendo energía en la parte roja del espectro. La energía absorbida hace que las moléculas de agua vibren, lo que puede hacer que el agua absorba la luz naranja, amarilla y verde. La luz azul de longitud de onda corta y la luz violeta permanecen. El hielo glaciar parece más turquesa que azul porque el enlace de hidrógeno dentro del hielo desplaza el espectro de absorción del hielo a una energía más baja, haciéndolo más verde que el agua líquida.

Nieve y hielo que contiene burbujas o muchas fracturas. parece blanco porque los granos y las facetas dispersan la luz hacia el espectador en lugar de permitir que penetre en el agua.

Mientras cubitos de hielo transparente o los carámbanos pueden estar libres de los gases que dispersan la luz, parecen incoloros en lugar de azules. ¿Por qué? Es porque el color es demasiado azul pálido para que pueda registrar el color. Piensa en el color del té. El té en una taza es de color oscuro, pero si salpica una pequeña cantidad en el mostrador, el líquido es pálido. Se necesita mucha agua para producir un color notable. Cuanto más densas son las moléculas de agua o más largo el camino a través de ellas, más fotones rojos se absorben, dejando una luz que es principalmente azul.

El hielo glacial comienza como nieve blanca. A medida que cae más nieve, las capas debajo se comprimen y forman un glaciar. La presión exprime las burbujas de aire y las imperfecciones, formando grandes cristales de hielo que permiten la transmisión de luz. La capa superior de un glaciar puede aparecer blanca por nevadas o por fracturas y erosión del hielo. La cara del glaciar puede aparecer blanca donde está desgastada o donde la luz se refleja en la superficie.

Algunas personas piensan que el hielo es azul por la misma razón que el cielo es azul, la dispersión de Rayleigh. La dispersión de Rayleigh ocurre cuando la luz es dispersada por partículas más pequeñas que la longitud de onda de la radiación. El agua y el hielo son azules porque las moléculas de agua son selectivas absorber la parte roja del espectro visible, no porque las moléculas dispersión las otras longitudes de onda. En efecto, el hielo parece azul porque es azul.

Si bien es posible que no tenga la oportunidad de observar un glaciar de primera mano, una forma de hacer hielo azul es empujar repetidamente un palo hacia la nieve para comprimir los copos. Si tienes suficiente nieve, puedes construir un iglú. Cuando te sientes adentro, verás el color azul. También puede ver hielo azul si corta un bloque de hielo de un lago o estanque limpio y congelado.

• Braun, Charles L.; Sergei N. Smirnov (1993). "¿Por qué el agua es azul?". J. Chem Educ. 70 (8): 612. doi:10.1021 / ed070p612