Wiesz, że możesz posypać solą oblodzona droga lub chodnik, aby zapobiec oblodzeniu, ale czy wiesz, jak sól topi lód? Spojrzeć na obniżenie punktu zamarzania aby zrozumieć, jak to działa.
Kluczowe rzeczy na wynos: dlaczego sól topi lód
- Sól topi lód i pomaga zapobiegać ponownemu zamarzaniu poprzez obniżenie temperatury zamarzania wody. Zjawisko to nazywane jest obniżeniem temperatury krzepnięcia.
- Zakres temperatur pracy nie jest taki sam dla wszystkich rodzajów soli. Na przykład chlorek wapnia obniża temperaturę zamarzania bardziej niż chlorek sodu.
- Oprócz topnienia lodu można użyć obniżenia temperatury krzepnięcia, aby zrobić lody bez zamrażarki.
Depresja soli, lodu i krzepnięcia
Sól topi lód zasadniczo, ponieważ dodanie soli obniża punkt zamarzania z wody. Jak to topi lód? Cóż, tak nie jest, chyba że z lodem jest trochę wody. Dobra wiadomość jest taka, że nie potrzebujesz kałuży wody, aby osiągnąć efekt. Lód zwykle pokryty jest cienką warstwą ciekłej wody, co wystarczy.
Czysta woda zamarza w 0 ° C.
Woda z solą (lub dowolna inna substancja w nim zawarta) zamarznie w nieco niższej temperaturze. To, jak niska będzie ta temperatura, zależy od środek odladzający. Jeśli położysz sól na lodzie w sytuacji, gdy temperatura nigdy nie osiągnie nowego punktu zamarzania roztworu słonej wody, nie zobaczysz żadnych korzyści. Na przykład podrzucając sól kuchenną (chlorek sodu) na lodzie, gdy temperatura spadnie do 0 ° F, nie zrobi nic poza pokryciem lodu warstwą soli. Z drugiej strony, jeśli położysz tę samą sól na lodzie w temperaturze 15 ° F, sól będzie w stanie temu zapobiec Topniejący lód z ponownego zamrażania. Chlorek magnezu działa do 5 ° F, podczas gdy chlorek wapnia działa do -20 ° F.Jeśli temperatura spadnie do miejsca, w którym słona woda może zamarznąć, energia zostanie uwolniona, gdy powstają wiązania, gdy ciecz staje się ciałem stałym. Ta energia może wystarczyć, aby stopić niewielką ilość czystego lodu, utrzymując proces.
Użyj soli do stopienia lodu (aktywność)
Możesz zademonstrować efekt obniżenie punktu zamarzania sam, nawet jeśli nie masz pod ręką lodowatego chodnika. Jednym ze sposobów jest stworzenie własnego lody w baggie, gdzie dodawanie soli woda tworzy mieszaninę tak zimną, że może zamrozić smakołyk. Jeśli chcesz zobaczyć przykład, jak zimny lód i sól mogą się dostać, zmieszaj 33 uncje zwykłej soli kuchennej ze 100 uncjami kruszonego lodu lub śniegu. Bądź ostrożny! Mieszanina będzie miała temperaturę około -6 ° F (-21 ° C), co jest wystarczająco zimne, aby dać ci odmrożenie, jeśli trzymasz ją zbyt długo.
Sól kuchenna rozpuszcza się w jony sodu i chloru w wodzie. Cukier rozpuszcza się w wodzie, ale nie dysocjuje na jony. Jak myślisz, jaki wpływ dodania cukru do wody miałby na jego temperaturę zamarzania? Czy możesz zaprojektować eksperyment, aby sprawdzić swoją hipotezę?
Więcej niż sól i woda
Nalewanie soli na wodę to nie jedyny raz, kiedy dochodzi do obniżenia temperatury krzepnięcia. Za każdym razem, gdy dodajesz cząstki do cieczy, obniżasz jej temperaturę krzepnięcia i podnosisz temperaturę wrzenia. Innym dobrym przykładem depresji w punkcie 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
- Atkins, Peter (2006). Chemia fizyczna Atkinsa. Oxford University Press. pp. 150–153. ISBN 0198700725.
- Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Śledź, F. Geoffrey (2002). Chemia ogólna (Wydanie 8). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.