Како сол топи лед и спречава воду од смрзавања

Сола топи лед у суштини зато што додавање соли смањује тачка смрзавања воде. Како се топи лед? Па, није, осим ако има мало воде на располагању са ледом. Добра вест је да вам за постизање ефекта није потребан базен воде. Лед је обично обложен са танким филмом течне воде, што је све потребно.

Чиста вода се смрзава на 0 ° Ц. Вода са соли (или било која друга супстанца у њему) ће се смрзнути на нижој температури. Колико ће та температура бити ниска, зависи од средство за уклањање леда. Ако ставиш со на леду у ситуацији када се температура никада неће попети на нову тачку смрзавања раствора слане воде, нећете видети никакве користи. На пример, бацање кухињске соли (натријум хлорид) на лед кад је 0 ° Ф неће учинити ништа више него обложити лед слојем соли. С друге стране, ако исту сол ставите на лед на 15 ° Ф, сол ће је моћи спречити топљење леда од поновног замрзавања. Магнезијум хлорид делује до 5 ° Ф док калцијум хлорид делује до -20 ° Ф.

Кључни одводи: како сол топи лед

Со (НаЦл) се раствара у јонима у води, На⁺ и Цл^-. Јони дифундирају по целој води и блокирају молекуле воде да се довољно зближе и у исправној оријентацији, да се организују у чврсти облик (лед). Лед апсорбује енергију из своје околине како би претрпео фазни прелаз са чврсте у течне. То би могло узроковати да се чиста вода поново замрзне, али со у води спречава да се претвори у лед. Међутим, вода постаје хладнија него што је била. Температура може да падне испод тачке смрзавања чисте воде.

Додавање било које нечистоће течности снижава тачку ледишта. Природа једињења није битна, али је битан број честица које продире у течност. Што више честица настане, већа је и депресија ледишта. Дакле, растварање шећера у води такође смањује тачку смрзавања воде. Шећер се једноставно раствара у појединачне молекуле шећера, па је његов утицај на тачку смрзавања мањи него што бисте добили додавањем једнаке количине соли, која се разбија у две честице. Соли које се разбијају на више честица, попут магнезијум хлорида (МгЦл₂) имају још већи ефекат на тачку смрзавања. Магнезијум хлорид се раствара у три јона - један магнезијум-катион и два хлоридна аниона.

Са друге стране, додавање мале количине нерастворних честица заправо може помоћи да се вода смрзне виши температура. Иако постоји мало депресије ледишта, она је локализована у близини честица. Честице делују као места нуклеације која омогућавају стварање леда. Ово је претпоставка која стоји иза стварања пахуља у облацима и како скијалишта праве снег када се мало загреје него смрзава.

• Можете да покажете ефекат депресија ледишта себе, чак и ако немате ледени тротоар. Један од начина је да направите свој сладолед у баггие, где додавање соли води производи тако хладну смешу да може да замрзне вашу посластицу.
• Ако само желите видети пример колико хладног леда и соли може да се добије, помешајте 33 унце соли са 100 унци здробљеног леда или снега. Будите опрезни! Смеша ће бити око -6 ° Ф (-21 ° Ц), што је довољно хладно да вам омогући смрзавање ако га предуго држите.
• Стекните боље разумевање депресије тачке смрзавања испитивањем ефекта растварања различитих супстанци у води и примећујући температуру потребну за замрзавање. Добри примери супстанци за упоређивање су кухињска со (натријум хлорид), калцијум хлорид и шећер. Погледајте да ли можете да растворите једнаке масе сваке материје у води да бисте добили фер поређење. Натријум-хлорид се у води распада на два јона. Калцијум хлорид формира три јона у води. Шећер се раствара у води, али не пропада у јоне. Све ове материје смањују тачку смрзавања воде.
• Направите експеримент корак даље истраживањем надморске висине тачке кључања, још једног својственог својства материје. Додавање шећера, соли или калцијумовог хлорида промениће температуру на којој вода кључа. Да ли је ефекат мерљив?