Je weet dat je zout op een kan strooien ijzige weg of stoep om te voorkomen dat het ijskoud wordt, maar weet u hoe zout ijs smelt? Kijk eens naar vriespunt depressie om te begrijpen hoe het werkt.
Belangrijkste afhaalrestaurants: waarom zout ijs smelt
- Zout smelt ijs en helpt opnieuw bevriezen te voorkomen door het vriespunt van water te verlagen. Dit fenomeen wordt vriespuntdepressie genoemd.
- Het werktemperatuurbereik is niet hetzelfde voor alle soorten zout. Zo verlaagt calciumchloride het vriespunt meer dan natriumchloride.
- Naast het smelten van ijs, kan vriespuntverlaging worden gebruikt om ijs te maken zonder vriezer.
Zout, ijs en vriespunt Depressie
Zout smelt ijs in wezen omdat het toevoegen van zout verlaagt het 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 laag vloeibaar water, meer is 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 zout op ijs zet in een situatie waar de temperatuur nooit tot het nieuwe vriespunt van de zoutwateroplossing komt, 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 je 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.Als de temperatuur daalt tot waar de zout water kan bevriezen, zal er energie vrijkomen wanneer zich bindingen vormen als de vloeistof een vaste stof wordt. Deze energie kan voldoende zijn om een kleine hoeveelheid puur ijs te smelten, waardoor het proces gaande blijft.
Gebruik zout om ijs te smelten (activiteit)
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 zout toevoegen water geeft een mengsel dat zo koud is dat het je traktatie kan bevriezen. Als je gewoon een voorbeeld wilt zien van hoe koud ijs plus zout kan worden, meng dan 33 gram gewoon tafelzout 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.
Tafelzout lost op in natrium- en chloride-ionen in water. Suiker lost op in water, maar dissocieert niet in ionen. Welk effect denk je dat het toevoegen van suiker aan water zou hebben op het vriespunt? Kun je een experiment ontwerpen om je hypothese te testen?
Voorbij zout en water
Zout op water zetten is niet de enige keer dat er een vriespuntverlaging optreedt. Telkens wanneer u deeltjes aan een vloeistof toevoegt, verlaagt u het vriespunt en verhoogt u het kookpunt. Een ander goed voorbeeld van vriespuntdepressie is wodka. Wodka bevat zowel ethanol als water. Gewoonlijk, wodka bevriest niet in een huisvriezer. De alcohol in het water verlaagt het vriespunt van het water.
Bronnen
- Atkins, Peter (2006). Atkins 'Physical Chemistry. Oxford Universiteit krant. pp. 150–153. ISBN 0198700725.
- Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). Algemene scheikunde (8e ed.). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.