Вы знаете, что можно посыпать солью обледеневшую дорогу или тротуар, чтобы она не стала ледяной, но знаете ли вы, как соль тает лед? Взгляните на депрессию точки замерзания, чтобы понять, как это работает.
Ключевые выводы: почему соль тает лед
- Соль тает лед и помогает предотвратить повторное замерзание, понижая температуру замерзания воды. Это явление называется понижением точки замерзания.
- Диапазон рабочих температур не одинаков для всех типов соли. Например, хлорид кальция снижает температуру замерзания больше, чем хлорид натрия.
- Помимо таяния льда, снижение температуры замерзания можно использовать для приготовления мороженого без морозильной камеры.
Соль, лед и понижение точки замерзания
Соль тает лед в основном потому, что добавление соли снижает точку замерзания воды. Как этот лед тает? Ну, это не так, если только со льдом не будет немного воды. Хорошая новость в том, что для достижения эффекта вам не понадобится бассейн с водой. Лед обычно покрыт тонкой пленкой жидкой воды, и этого достаточно.
Чистая вода замерзает при температуре 32 ° F (0 ° C). Вода с солью (или любым другим веществом в ней) замерзнет при более низкой температуре. Насколько низкой будет эта температура, зависит от антиобледенителя. Если вы положите соль на лед в ситуации, когда температура никогда не поднимется до новой точки замерзания раствора соленой воды, вы не увидите никакой пользы. Например, бросание поваренной соли (хлорида натрия) на лед при температуре 0 ° F не даст ничего, кроме покрытия льда слоем соли. С другой стороны, если вы поместите ту же соль на лед при температуре 15 ° F, соль сможет предотвратить повторное замерзание тающего льда. Хлорид магния работает до 5 ° F, а хлорид кальция работает до -20 ° F.
Если температура опустится до точки, где соленая вода может замерзнуть, энергия будет высвобождаться, когда образуются связи, когда жидкость становится твердой. Этой энергии может быть достаточно, чтобы растопить небольшое количество чистого льда, поддерживая процесс.
Используйте соль для плавления льда (Activity)
Вы можете сами продемонстрировать эффект снижения точки замерзания, даже если у вас нет под рукой обледенелого тротуара. Один из способов – приготовить собственное мороженое в мешочке, где при добавлении соли к воде получается смесь, настолько холодная, что может заморозить лакомство. Если вы просто хотите увидеть пример того, как можно получить холодный лед плюс соль, смешайте 33 унции обычной поваренной соли со 100 унциями измельченного льда или снега. Будь осторожен! Смесь будет иметь температуру около -6 ° F (-21 ° C), что достаточно для того, чтобы вызвать обморожение, если вы держите ее слишком долго.
Таблица соль растворяется в воде на ионы натрия и хлора. Сахар растворяется в воде, но не распадается на ионы.. Как вы думаете, как добавление сахара в воду повлияет на температуру замерзания? Можете ли вы разработать эксперимент, чтобы проверить свою гипотезу?
Помимо соли и воды
Соль в воде – не единственное наступает снижение точки замерзания. Каждый раз, когда вы добавляете частицы в жидкость, вы понижаете ее температуру замерзания и повышаете температуру кипения. Еще один хороший пример снижения точки замерзания – водка. Водка содержит как этанол, так и воду. Обычно водка не замерзает в домашней морозильной камере. Содержащийся в воде спирт снижает температуру замерзания воды.
Источники
- Аткинс, Питер (2006). Физическая химия Аткинса . Издательство Оксфордского университета. С. 150–153. ISBN 0198700725.
- Петруччи, Ральф Х .; Харвуд, Уильям S .; Херринг, Ф. Джеффри (2002). Общая химия (8-е изд.). Прентис-Холл. п. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.
