Zout smelt ijs in wezen omdat zout toevoegen verlaagt de vriespunt van het water. Hoe smelt dit ijs? Nou, dat is niet zo, tenzij er een beetje water bij het ijs is. Het goede nieuws is dat je geen plas water nodig hebt om het effect te bereiken. IJs is meestal bedekt met een dunne film van vloeibaar water, meer is er niet nodig.
Zuiver water bevriest bij 32 ° F (0 ° C). Water met zout (of een andere stof erin) bevriest bij een lagere temperatuur. Hoe laag deze temperatuur zal zijn, hangt af van de temperatuur ijsbestrijder. Als je het zegt zout op ijs in een situatie waar de temperatuur nooit het nieuwe vriespunt van de zoutwateroplossing zal bereiken, zul je geen enkel voordeel zien. Bijvoorbeeld tafelzout gooien (natriumchloride) op ijs wanneer het 0 ° F is, zal niets meer doen dan het ijs bedekken met een laag zout. Aan de andere kant, als u hetzelfde zout op ijs van 15 ° F legt, kan het zout dit voorkomen smeltend ijs van opnieuw bevriezen. Magnesiumchloride werkt tot 5 ° F, terwijl calciumchloride tot -20 ° F werkt.
Belangrijkste afhaalrestaurants: hoe zout ijs smelt
- Zout smelt ijs en helpt voorkomen dat water opnieuw bevriest door het vriespunt van water te verlagen. Dit fenomeen wordt vriespuntdepressie genoemd.
- Zout helpt alleen als er een beetje vloeibaar water beschikbaar is. Het zout moet in zijn ionen oplossen om te kunnen werken.
- Als dooimiddel worden verschillende soorten zout gebruikt. Hoe meer deeltjes (ionen) gevormd worden wanneer een zout oplost, hoe lager het vriespunt.
Hoe het werkt
Zout (NaCl) lost op in zijn ionen in water, Na+ en Cl-. De ionen diffunderen door het water en zorgen ervoor dat de watermoleculen niet dicht genoeg bij elkaar komen en niet in de juiste richting om zich in de vaste vorm (ijs) te organiseren. IJs absorbeert energie uit zijn omgeving om de faseovergang van vast naar vloeibaar te ondergaan. Hierdoor kan zuiver water opnieuw bevriezen, maar het zout in het water voorkomt dat het in ijs verandert. Het water wordt echter kouder dan het was. De temperatuur kan dalen tot onder het vriespunt van zuiver water.
Het toevoegen van onzuiverheden aan een vloeistof verlaagt het vriespunt. De aard van de verbinding doet er niet toe, maar het aantal deeltjes dat erin breekt in de vloeistof is belangrijk. Hoe meer deeltjes worden geproduceerd, hoe groter de vriespuntverlaging. Het oplossen van suiker in water verlaagt dus ook het vriespunt van water. Suiker lost eenvoudig op in afzonderlijke suikermoleculen, dus het effect op het vriespunt is minder dan wanneer je een gelijke hoeveelheid zout zou toevoegen, die in twee deeltjes uiteenvalt. Zouten die in meer deeltjes breken, zoals magnesiumchloride (MgCl2) hebben een nog groter effect op het vriespunt. Magnesiumchloride lost op in drie ionen: één magnesiumkation en twee chloride-anionen.
Aan de andere kant kan het toevoegen van een kleine hoeveelheid onoplosbare deeltjes het water helpen bevriezen bij een hoger temperatuur. Hoewel er een beetje vriespuntverlaging is, is het gelokaliseerd in de buurt van de deeltjes. De deeltjes fungeren als nucleatieplaatsen die ijsvorming mogelijk maken. Dit is het uitgangspunt achter de vorming van sneeuwvlokken in wolken en hoe skigebieden sneeuw maken als het licht opwarmt dan vriest.
- U kunt het effect van aantonen vriespunt depressie uzelf, ook als u geen ijskoude stoep bij de hand heeft. Een manier is om er zelf een te maken ijs in een zakje, waar het toevoegen van zout aan water een mengsel oplevert dat zo koud is dat het je traktatie kan bevriezen.
- Als je gewoon een wilt zien voorbeeld van hoe koud ijs plus zout kan worden, meng 33 gram zout met 100 gram gemalen ijs of sneeuw. Doe voorzichtig! Het mengsel wordt ongeveer -6 ° F (-21 ° C), wat koud genoeg is om je te laten bevriezen als je het te lang vasthoudt.
- Krijg een beter begrip van vriespuntdepressie door het effect van het oplossen van verschillende stoffen in water te onderzoeken en de temperatuur te noteren die nodig is om het te bevriezen. Goede voorbeelden van te vergelijken stoffen zijn keukenzout (natriumchloride), calciumchloride en suiker. Kijk of je gelijke massa's van elke stof in het water kunt oplossen om een eerlijke vergelijking te krijgen. Natriumchloride valt in water uiteen in twee ionen. Calciumchloride vormt in water drie ionen. Suiker lost op in water, maar breekt niet in ionen. Al deze stoffen verlagen het vriespunt van water.
- Ga nog een stap verder door de hoogte van het kookpunt te onderzoeken, een andere colligatieve eigenschap van materie. Het toevoegen van suiker, zout of calciumchloride verandert de temperatuur waarbij water kookt. Is het effect meetbaar?