Hvorfor smelter salt is? Vitenskap om hvordan det fungerer

Forstå kjemien til hvorfor salt smelter is

En mann salter fortauet i Paris for å hindre is. Herv?? de Gueltzl / Getty Images

Du vet at du kan strø salt på enisete veieller fortau for å forhindre at det blir isete, men vet du hvordan salt smelter is? Se på frysepunktsdepresjon for å forstå hvordan det fungerer.

Viktige ting: Hvorfor salt smelter is

• Salt smelter is og bidrar til å forhindre gjenfrysing ved å senke frysepunktet til vannet. Dette fenomenet kalles frysepunktsdepresjon.
• Arbeidstemperaturområdet er ikke det samme for alle typer salt. For eksempel senker kalsiumklorid frysepunktet mer enn natriumklorid.
• I tillegg til å smelte is, kan frysepunktdepresjon brukes til å lage iskrem uten fryser.

Salt-, is- og frysepunktdepresjon

Salt smelter is i hovedsak fordi tilsetning av salt reduserer frysepunktet av vannet. Hvordan smelter dette isen? Vel, det gjør den ikke, med mindre det er litt vann tilgjengelig med isen. Den gode nyheten er at du ikke trenger et basseng med vann for å oppnå effekten. Is er vanligvis belagt med en tynn film av flytende vann, som er alt som trengs.

Rent vann fryser ved 32°F (0°C). Vann med salt (eller andre stoffer i den) vil fryse ved en lavere temperatur. Hvor lav denne temperaturen vil være avhenger av avisingsmiddel . Hvis du legger salt på is i en situasjon der temperaturen aldri kommer opp til det nye frysepunktet til saltvannsløsningen, vil du ikke se noen fordel. For eksempel å kaste bordsalt ( natriumklorid ) på is når det er 0°F vil ikke gjøre noe mer enn å belegge isen med et lag salt. På den annen side, hvis du legger det samme saltet på is ved 15°F, vil saltet kunne forhindre issmelting fra å fryse igjen. Magnesiumklorid virker ned til 5°F mens kalsiumklorid virker ned til -20°F.

Hvis temperaturen kommer ned til der saltvann kan fryse, vil energi frigjøres når bindinger dannes når væsken blir et fast stoff. Denne energien kan være nok til å smelte en liten mengde av den rene isen, og holde prosessen i gang.

Bruk salt for å smelte is (aktivitet)

Du kan demonstrere effekten av frysepunktsdepresjon deg selv, selv om du ikke har et isete fortau tilgjengelig. En måte er å lage din egen iskrem i en baggie , hvor tilsett salt til vann produserer en blanding som er så kald at den kan fryse godbiten din. Hvis du bare vil se et eksempel på hvor kald is pluss salt kan bli, bland 33 gram vanlig bordsalt med 100 gram knust is eller snø. Vær forsiktig! Blandingen vil være omtrent -6 °F (-21 °C), som er kald nok til å gi deg frostskader hvis du holder den for lenge.

Bordsalt løses opp i natrium- og kloridioner i vann. Sukker løses opp i vann, men oppløses ikke til noen ioner. Hvilken effekt tror du å tilsette sukker i vann vil ha på frysepunktet? Kan du designe et eksperiment for å teste hypotesen din?

Utover salt og vann

Å legge salt på vannet er ikke den eneste gangen frysepunktdepresjon oppstår. Hver gang du tilsetter partikler til en væske, senker du frysepunktet og øker kokepunktet. Et annet godt eksempel på frysepunktdepresjon er vodka. Vodka inneholder både etanol og vann. Vanligvis, vodka fryser ikke i en hjemmefryser. Alkoholen i vannet senker vannets frysepunkt.

Kilder

• Atkins, Peter (2006). Atkins' fysiske kjemi . Oxford University Press. s. 150–153. ISBN 0198700725.
• Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). Generell kjemi (8. utgave). Prentice-Hall. s. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.