Hoe zout ijs en sneeuw smelt

Als je in een gebied woont met een koude en ijzige winter, heb je waarschijnlijk zout ervaren op trottoirs en wegen. Dit komt omdat zout wordt gebruikt om ijs en sneeuw te smelten en te voorkomen dat het opnieuw bevriest. Ook wordt er zout van gemaakt zelfgemaakt ijs. In beide gevallen werkt het zout door het smelten of bevriezen te verlagen punt van water. Het effect wordt genoemd "vriespunt depressie."

Wanneer je zout aan water toevoegt, breng je opgeloste vreemde deeltjes in het water. Het vriespunt van water wordt lager naarmate er meer deeltjes worden toegevoegd totdat het zout niet meer oplost. Voor een oplossing van tafelzout (natriumchloride, NaCl) in water, deze temperatuur is -21 C (-6 F) onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. In de echte wereld, op een echt trottoir, kan natriumchloride slechts ijs smelten tot ongeveer -9 C (15 F).

Vriespuntverlaging is een colligatieve eigenschap van water. Een colligatieve eigenschap is een eigenschap die afhangt van het aantal deeltjes in een stof. Alle vloeibare oplosmiddelen met opgeloste deeltjes (opgeloste stoffen) demonstreren

instagram viewer
colligatieve eigenschappen. Andere colligatieve eigenschappen zijn onder meer verhoging van het kookpunt, dampdrukverlaging en osmotische druk.

Natriumchloride is niet het enige zout dat wordt gebruikt voor de-icing, en het is ook niet per se de beste keuze. Natriumchloride lost op in twee soorten van deeltjes: één natriumion en één chloride-ion per natriumchloridemolecuul. Een verbinding die meer ionen in een wateroplossing levert, zou het vriespunt van water meer verlagen dan zout. Bijvoorbeeld calciumchloride (CaCl2) lost op in drie ionen (een van calcium en twee van chloride) en verlaagt het vriespunt van water meer dan natriumchloride.

Hier zijn enkele veelvoorkomende de-icing-verbindingen, evenals hun chemische formules, temperatuurbereik, voor- en nadelen:

Hoewel sommige zouten effectiever zijn in het smelten van ijs dan andere, zijn ze niet per se de beste keuze voor een bepaalde toepassing. Natriumchloride wordt gebruikt voor ijsbereiders omdat het goedkoop, gemakkelijk verkrijgbaar en niet giftig is. Toch wordt natriumchloride (NaCl) vermeden voor het zouten van wegen en trottoirs omdat het natrium de elektrolytbalans in planten en dieren in het wild kan ophopen en verstoren, en het kan auto's aantasten. Magnesiumchloride smelt ijs sneller dan natriumchloride, maar trekt vocht aan, wat kan leiden tot gladde omstandigheden. Het selecteren van een zout om ijs te smelten hangt af van de kosten, beschikbaarheid, milieu-impact, toxiciteit en reactiviteit, naast de optimale temperatuur.