Dlaczego sól topi lód i zapobiega zamarzaniu wody?

Sól topi lód zasadniczo, ponieważ dodanie soli obniża temperaturę zamarzania wody. Cóż, nie do końca topi sam lód, w jego towarzystwie musi znajdować się trochę wody. Dobra wiadomość jest taka, że ​​nie potrzeba do tego kałuży. Lód jest zwykle pokryty cienką warstwą ciekłej wody i to wystarcza.

Czysta woda zamarza w temperaturze 0 ° C. Woda z solą (lub inną zawartą w niej substancją) zamarznie w niższej temperaturze. To, jak niska będzie ta temperatura, zależy od środka odladzającego. Jeśli umieścisz sól na lodzie w sytuacji, gdy temperatura nigdy nie podniesie się do nowego punktu zamarzania roztworu słonej wody, nie zaobserwujesz żadnych zmian. Na przykład wrzucenie soli kuchennej (chlorku sodu) do lodu, gdy jest -20 ° C, nie zrobi nic więcej, jak tylko pokryje lód warstwą soli. Z drugiej strony, jeśli umieścisz tę samą sól na lodzie w temperaturze -10 ° C, sól będzie w stanie zapobiec ponownemu zamarznięciu topniejącego lodu. Chlorek magnezu działa do -15 ° C, a chlorek wapnia do -28 ° C.

Jak to działa

Sól (NaCl) rozpuszcza się w wodzie na jony Na + i Cl-. Jony dyfundują w wodzie i uniemożliwiają cząsteczkom wody zbliżenie się do siebie na tyle blisko i we właściwej orientacji, aby zorganizować się w postać stałą (lód). Lód pochłania energię z otoczenia, aby przejść od ciała stałego do cieczy. Może to spowodować ponowne zamarznięcie czystej wody, ale sól zawarta w wodzie temu zapobiega. Jednak woda robi się zimniejsza niż wcześniej. Jej temperatura może spaść poniżej punktu zamarzania czystej wody.

Dodanie jakichkolwiek zanieczyszczeń do cieczy obniża jej temperaturę zamarzania. Charakter związku nie ma znaczenia, ale ważna jest liczba cząstek, na które rozpada się w cieczy. Im więcej wytwarzanych cząstek, tym większe obniżenie temperatury zamarzania. Tak więc rozpuszczanie cukru w ​​wodzie również obniża temperaturę jej zamarzania. Cukier po prostu rozpuszcza się na pojedyncze cząsteczki, więc jego wpływ na temperaturę zamarzania jest mniejszy niż w przypadku dodania takiej samej ilości soli, która rozpada się na dwie cząsteczki. Sole, które rozpadają się na więcej cząstek, takie jak chlorek magnezu (MgCl2), mają jeszcze większy wpływ na temperaturę zamarzania. Chlorek magnezu rozpuszcza się na trzy jony – jeden kation magnezu i dwa aniony chlorkowe.

Z drugiej strony dodanie niewielkiej ilości nierozpuszczalnych cząstek może w rzeczywistości pomóc wodzie zamarznąć w wyższej temperaturze. Cząsteczki te działają jak miejsca zarodkowania, które umożliwiają tworzenie się lodu. To jest przesłanka tworzenia się płatków śniegu w chmurach i tego, jak ośrodki narciarskie wytwarzają śnieg, gdy zima jest nieco cieplejsza.

 

Źródła: Anne Marie Helmenstine, Ph.D. / ThoughtCo. | Zdjęcia: iStock

 

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x