Topenie snehu a ľadu so soľou
Koligatívne vlastnosti a depresia bodu tuhnutia
Dave King/Getty Images
Ak žijete v oblasti so studenou a ľadovou zimou, určite ste zažili soľ na chodníkoch a cestách. Je to preto, že soľ sa používa na roztopenie ľadu a snehu a zabraňuje opätovnému zamrznutiu. Na výrobu sa používa aj soľ domáca zmrzlina . V oboch prípadoch soľ funguje tak, že znižuje topenie alebo mrazí bod vody . Účinok sa nazýva „ depresia bodu mrazu .'
Ako funguje depresia bodu mrazu
Keď do vody pridáte soľ, vnesiete do vody rozpustené cudzie častice. Bod tuhnutia vody sa znižuje, keď sa pridáva viac častíc, až kým sa soľ prestane rozpúšťať. Na roztok kuchynskej soli ( chlorid sodný , NaCl) vo vode, táto teplota je -21 C (-6 F) za kontrolovaných laboratórnych podmienok. V skutočnom svete, na skutočnom chodníku, dokáže chlorid sodný roztopiť ľad len do -9 C (15 F).
Koligatívne vlastnosti
Depresia bodu tuhnutia je koligatívnou vlastnosťou vody. Koligatívna vlastnosť je vlastnosť, ktorá závisí od počtu častíc v látke. Preukazujú všetky kvapalné rozpúšťadlá s rozpustenými časticami (rozpustenými látkami). koligatívne vlastnosti . Medzi ďalšie koligatívne vlastnosti patrí zvýšenie bodu varu zníženie tlaku pár a osmotický tlak.
Viac častíc znamená väčšiu silu tavenia
Chlorid sodný nie je jedinou soľou používanou na odmrazovanie a ani nie je nevyhnutne najlepšou voľbou. Chlorid sodný sa rozpúšťa na dva typy častíc: jeden sodný ión a jeden chloridový ión na molekulu chloridu sodného. Zlúčenina, ktorá poskytuje viac iónov do vodného roztoku, by znížila bod tuhnutia vody viac ako soľ. Napríklad chlorid vápenatý (CaCldva) sa rozpúšťa na tri ióny (jeden vápenatý a dva chloridové) a znižuje bod tuhnutia vody viac ako chlorid sodný.
Soli používané na roztápanie ľadu
Tu sú niektoré bežné odmrazovacie zlúčeniny, ako aj ichchemické vzorce, teplotný rozsah, výhody a nevýhody:
| názov | Vzorec | Najnižšia praktická teplota | Pros | Zápory |
| Síran amónny | (NH4)dvaSO4 | -7 C (20 F) | Hnojivo | Poškodzuje betón |
| Chlorid vápenatý | CaCldva | -29 C (-20 F) | Topí ľad rýchlejšie ako chlorid sodný | Priťahuje vlhkosť, povrchy sú klzké pod -18°C (0°F) |
| Octan horečnato-vápenatý (CMA) | Uhličitan vápenatý CaCO3, uhličitan horečnatý MgCO3a kyselina octová CH3COOH | -9 C (15 F) | Najbezpečnejšie pre betón a vegetáciu | Funguje lepšie na zabránenie opätovnému namŕzaniu ako ako odstraňovač ľadu |
| Chlorid horečnatý | MgCldva | -15 C (5 F) | Topí ľad rýchlejšie ako chlorid sodný | Priťahuje vlhkosť |
| Octan draselný | CH3COOK | -9 C (15 F) | Biologicky odbúrateľný | Žieravý |
| Chlorid draselný | KCl | -7 C (20 F) | Hnojivo | Poškodzuje betón |
| Chlorid sodný (kamenná soľ, halit) | NaCl | -9 C (15 F) | Udržuje chodníky suché | Korozívna, poškodzuje betón a vegetáciu |
| Močovina | NHdvaCONHdva | -7 C (20 F) | Hnojivo | Poľnohospodárska trieda je korozívna |
Faktory, ktoré ovplyvňujú, akú soľ si vybrať
Zatiaľ čo niektoré soli sú pri roztápaní ľadu účinnejšie ako iné, neznamená to nevyhnutne, že sú tou najlepšou voľbou pre určité použitie. Chlorid sodný sa používa pre výrobcov zmrzliny, pretože je lacný, ľahko dostupný a netoxický. Chlorid sodný (NaCl) sa však nepoužíva na solenie ciest a chodníkov, pretože sodík sa môže hromadiť a narušiť rovnováhu elektrolytov v rastlinách a voľne žijúcich živočíchoch a navyše môže korodovať automobily. Chlorid horečnatý topí ľad rýchlejšie ako chlorid sodný, ale priťahuje vlhkosť, čo môže viesť k klzkým podmienkam. Výber soli na roztápanie ľadu závisí od jej ceny, dostupnosti, vplyvu na životné prostredie, toxicity a reaktivity, okrem jej optimálnej teploty.