Prečo soľ topí ľad? Veda o tom, ako to funguje

Pochopte chémiu, prečo soľ roztápa ľad

Muž posolí chodník v Paríži, aby zabránil poľadovici. Herv?? de Gueltzl / Getty Images

Viete, že môžete posypať soľouzľadovatená cestaalebo chodník, ktorý pomôže zabrániť tomu, aby sa stal ľadovým, ale viete, ako soľ roztápa ľad? Pozri sa na depresia bodu mrazu aby ste pochopili, ako to funguje.

Kľúčové veci: Prečo soľ roztápa ľad

• Soľ rozpúšťa ľad a pomáha predchádzať opätovnému zamrznutiu znížením bodu tuhnutia vody. Tento jav sa nazýva depresia bodu mrazu.
• Rozsah pracovnej teploty nie je rovnaký pre všetky druhy soli. Napríklad chlorid vápenatý znižuje bod tuhnutia viac ako chlorid sodný.
• Okrem topenia ľadu je možné zníženie bodu tuhnutia použiť na výrobu zmrzliny bez mrazničky.

Soľ, ľad a depresia bodu mrazu

Soľ roztápa ľad v podstate preto, že pridávanie soli znižuje bod mrazu vody. Ako sa topí ľad? No nie, pokiaľ nie je k dispozícii trochu vody s ľadom. Dobrou správou je, že na dosiahnutie účinku nepotrebujete bazén s vodou. Ľad je zvyčajne pokrytý tenkým filmom tekutej vody, čo je všetko, čo potrebujete.

Čistá voda zamŕza pri 32 °F (0 °C). Voda so soľou (alebo akákoľvek iná látka v ňom) zamrzne pri nižšej teplote. Aká nízka bude táto teplota, závisí od odmrazovací prostriedok . Ak dáte soľ na ľad v situácii, keď teplota nikdy nestúpne na nový bod mrazu roztoku slanej vody, neuvidíte žiadnu výhodu. Napríklad hádzanie kuchynskej soli ( chlorid sodný ) na ľade, keď je 0°F, neurobí nič viac, ako potrieť ľad vrstvou soli. Na druhej strane, ak dáte rovnakú soľ na ľad pri teplote 15 °F, soľ bude schopná zabrániť topiaci sa ľad z opätovného zmrazenia. Chlorid horečnatý funguje až do 5 ° F, zatiaľ čo chlorid vápenatý funguje až do -20 ° F.

Ak teplota klesne tam, kde je Slaná voda môže zamrznúť, energia sa uvoľní, keď sa vytvoria väzby, keď sa kvapalina stane pevnou látkou. Táto energia môže stačiť na roztopenie malého množstva čistého ľadu, čím sa proces udrží v chode.

Použitie soli na roztopenie ľadu (aktivita)

Môžete preukázať účinok depresia bodu mrazu seba, aj keď nemáte po ruke zľadovatený chodník. Jedným zo spôsobov je vyrobiť si vlastný zmrzlina v taške , kde pridaním soli do vody vytvára zmes tak studenú, že môže zmraziť vašu pochúťku. Ak chcete vidieť príklad toho, ako sa môže získať studený ľad a soľ, zmiešajte 33 uncí obyčajnej kuchynskej soli so 100 uncami drveného ľadu alebo snehu. Buď opatrný! Zmes bude mať asi -6 °F (-21 °C), čo je dosť studená teplota, aby vám omrzli, ak ju budete držať príliš dlho.

Kuchynská soľ sa vo vode rozpúšťa na sodné a chloridové ióny. Cukor sa rozpúšťa vo vode, ale nedisociuje sa na žiadne ióny. Aký vplyv by podľa vás malo pridanie cukru do vody na jej bod tuhnutia? Môžete navrhnúť experiment na overenie vašej hypotézy?

Za soľou a vodou

Nasypanie soli do vody nie je jediným prípadom, kedy dochádza k poklesu bodu mrazu. Kedykoľvek pridáte častice do kvapaliny, znížite jej bod tuhnutia a zvýšite jej bod varu. Ďalším dobrým príkladom zníženia bodu mrazu je vodka. Vodka obsahuje etanol aj vodu. obyčajne, vodka nemrzne v domácej mrazničke. Alkohol vo vode znižuje bod tuhnutia vody.

Zdroje

• Atkins, Peter (2006). Atkinsova fyzikálna chémia . Oxford University Press. s. 150–153. ISBN 0198700725.
• Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Sleď, F. Geoffrey (2002). Všeobecná chémia (8. vydanie). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.