Вы знаете, что можете посыпать солью ледяная дорога или тротуар, чтобы он не стал ледяным, но знаете ли вы, как соль тает лед? Взгляни на депрессия точки замерзания чтобы понять, как это работает.
Ключевые выводы: почему соль тает во льду
- Соль тает лед и помогает предотвратить повторное замерзание, снижая температуру замерзания воды. Это явление называется депрессией точки замерзания.
- Диапазон рабочих температур не одинаков для всех видов соли. Например, хлорид кальция снижает температуру замерзания больше, чем хлорид натрия.
- В дополнение к таянию льда, депрессия точки замерзания может использоваться, чтобы сделать мороженое без морозильника.
Соль, лед и депрессия точки замерзания
Соль плавит лед в основном потому, что добавление соли снижает точка замерзания воды. Как это тает лед? Ну, это не так, если только немного воды не доступно со льдом. Хорошей новостью является то, что вам не нужен бассейн с водой для достижения эффекта. Лед обычно покрыт тонкой пленкой жидкой воды, и это все, что нужно.
Чистая вода замерзает при 32 ° F (0 ° C). Вода с солью (или любое другое вещество в нем) замерзнет при более низкой температуре. Насколько низкая температура будет зависеть от антигололедный агент. Если вы положите соль на лед в ситуации, когда температура никогда не поднимется до новой точки замерзания раствора соленой воды, вы не увидите никакой выгоды. Например, бросая поваренную соль (хлорид натрия) на лед, когда температура 0 ° F, ничего не сделает, кроме как покрыть лед слоем соли. С другой стороны, если вы положите ту же соль на лед при 15 ° F, соль сможет предотвратить тающий лед от повторного замораживания. Хлорид магния работает до 5 ° F, а хлорид кальция - до -20 ° F.
Если температура опустится туда, где соленая вода может замерзнуть, энергия будет высвобождаться, когда образуются связи, когда жидкость становится твердой. Этой энергии может быть достаточно, чтобы растопить небольшое количество чистого льда, чтобы процесс продолжался.
Используйте соль, чтобы растопить лед (активность)
Вы можете продемонстрировать эффект депрессия точки замерзания себя, даже если у вас нет под рукой ледяного тротуара. Одним из способов является сделать свой собственный мороженое в пакетике, где добавление соли к воде производит смесь настолько холодная, что может заморозить ваше удовольствие. Если вы просто хотите увидеть пример того, как можно получить холодный лед плюс соль, смешайте 33 унции обычной столовой соли с 100 унциями колотого льда или снега. Быть осторожен! Смесь будет около -6 ° F (-21 ° C), что достаточно холодно, чтобы вызвать обморожение, если вы держите ее слишком долго.
Поваренная соль растворяется в воде и натрия и хлорид-ионов. Сахар растворяется в воде, но не распадается на ионы. Как, по вашему мнению, добавление сахара в воду повлияет на температуру замерзания? Можете ли вы разработать эксперимент для проверки своей гипотезы?
Помимо соли и воды
Соль на воду - не единственное время, когда происходит замерзание. Каждый раз, когда вы добавляете частицы в жидкость, вы понижаете температуру замерзания и повышаете температуру кипения. Еще один хороший пример депрессии - это водка. Водка содержит как этанол, так и воду. Как правило, водка не замерзает в домашнем морозильнике. Спирт в воде снижает температуру замерзания воды.
источники
- Аткинс, Питер (2006). Физическая химия Аткинса. Издательство Оксфордского университета. стр. 150–153. ISBN 0198700725.
- Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Сельдь Ф. Джеффри (2002). Общая химия (8-е изд.). Prentice-Hall. п. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.