Dlaczego sól topi lód? Nauka o tym, jak to działa

Zrozum, dlaczego sól topi lód

Mężczyzna soli chodnik w Paryżu, aby zapobiec oblodzeniu. Herv?? de Gueltzl / Getty Images

Wiesz, że możesz posypać solą ioblodzona drogalub chodnik, aby zapobiec oblodzeniu, ale czy wiesz, jak sól topi lód? Spojrzeć na obniżenie temperatury zamarzania zrozumieć, jak to działa.

Kluczowe dania na wynos: dlaczego sól topi lód

• Sól topi lód i zapobiega ponownemu zamarzaniu, obniżając temperaturę zamarzania wody. Zjawisko to nazywa się obniżeniem temperatury zamarzania.
• Zakres temperatur roboczych nie jest taki sam dla wszystkich rodzajów soli. Na przykład chlorek wapnia obniża temperaturę zamarzania bardziej niż chlorek sodu.
• Oprócz topienia lodu, obniżenie temperatury zamarzania może być używane do robienia lodów bez zamrażarki.

Depresja soli, lodu i punktu zamarzania

Sól topi lód zasadniczo, ponieważ dodawanie soli obniża punkt zamarzania z wody. Jak topi lód? Cóż, nie, chyba że z lodem jest trochę wody. Dobrą wiadomością jest to, że do osiągnięcia efektu nie potrzebujesz basenu z wodą. Lód zazwyczaj jest pokryty cienką warstwą płynnej wody, co wystarczy.

Czysta woda zamarza w 32°F (0°C). Woda z solą (lub jakakolwiek inna substancja w nim zawarta) zamarznie w niższej temperaturze. To, jak niska będzie ta temperatura, zależy od środek do odladzania . Jeśli położysz sól na lodzie w sytuacji, gdy temperatura nigdy nie osiągnie nowej temperatury zamarzania roztworu słonej wody, nie zobaczysz żadnych korzyści. Na przykład podrzucanie soli kuchennej ( chlorek sodu ) na lód, gdy jest 0°C, nie zrobi nic więcej niż posypanie go warstwą soli. Z drugiej strony, jeśli położysz tę samą sól na lodzie w temperaturze 15 ° F, sól będzie w stanie zapobiec Topniejący lód przed ponownym zamrożeniem. Chlorek magnezu działa do 5°F, a chlorek wapnia do -20°F.

Jeśli temperatura spadnie do miejsca, w którym słona woda może zamarznąć, energia zostanie uwolniona, gdy wiązania uformują się, gdy ciecz stanie się ciałem stałym. Ta energia może wystarczyć do stopienia niewielkiej ilości czystego lodu, podtrzymując proces.

Użyj soli do stopienia lodu (Aktywność)

Możesz zademonstrować efekt obniżenie temperatury zamarzania siebie, nawet jeśli nie masz pod ręką oblodzonego chodnika. Jednym ze sposobów jest zrobienie własnego lody w torebce , gdzie dodawanie soli do wody wytwarza mieszaninę tak zimną, że może zamrozić smakołyk. Jeśli chcesz tylko zobaczyć przykład tego, jak zimny lód i sól może się stać, zmieszaj 33 uncje zwykłej soli kuchennej ze 100 uncjami pokruszonego lodu lub śniegu. Bądź ostrożny! Mieszanka będzie miała temperaturę około -6°F (-21°C), co jest wystarczająco zimne, aby spowodować odmrożenie, jeśli trzymasz ją zbyt długo.

Sól kuchenna rozpuszcza się w wodzie na jony sodu i chloru. Cukier rozpuszcza się w wodzie, ale nie dysocjuje na żadne jony. Jak myślisz, jaki wpływ miałoby dodanie cukru do wody na jej temperaturę zamarzania? Czy możesz zaprojektować eksperyment, aby przetestować swoją hipotezę?

Poza solą i wodą

Posypywanie wody solą to nie jedyny moment, w którym następuje obniżenie temperatury zamarzania. Za każdym razem, gdy dodajesz cząstki do płynu, obniżasz jego temperaturę zamarzania i podnosisz temperaturę wrzenia. Innym dobrym przykładem obniżenia temperatury zamarzania jest wódka. Wódka zawiera zarówno etanol, jak i wodę. Zwykle, wódka nie zamarza w domowej zamrażarce. Alkohol w wodzie obniża temperaturę zamarzania wody.

Źródła

• Atkinsa, Piotra (2006). Chemia fizyczna Atkinsa . Oxford University Press. s. 150–153. ISBN 0198700725.
• Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Śledź, F. Geoffrey (2002). Chemia ogólna (wyd. 8). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.