Знаете, че можете да поръсите сол на леден път или тротоар, който да ви помогне да не стане леден, но знаете ли как солта разтапя леда? Погледни депресия на точката на замръзване за да разберете как работи.
Ключови заведения: защо солта стопя лед
- Солта топи лед и спомага за предотвратяване на повторно замръзване, като намалява точката на замръзване на водата. Това явление се нарича депресия при замръзване.
- Диапазонът на работната температура не е един и същ за всички видове сол. Например, калциевият хлорид понижава точката на замръзване повече от натриевия хлорид.
- В допълнение към топенето на лед, депресията на точката на замръзване може да се използва за приготвяне на сладолед без фризер.
Депресия на сол, лед и точка на замръзване
Солта топи леда по същество, тъй като добавянето на сол намалява точката на замръзване от водата. Как се топи този лед? Е, не става, освен ако има малко вода с леда. Добрата новина е, че не се нуждаете от басейн с вода, за да постигнете ефекта. Ледът обикновено е покрит с тънък филм течна вода, което е всичко необходимо.
Чистата вода замръзва при 0 ° C при 32 ° F. Вода със сол (или всяко друго вещество в него) ще замръзне при някаква по-ниска температура. Колко ниска ще бъде тази температура зависи от обеззаразяващ агент. Ако сложите сол върху лед в ситуация, в която температурата никога няма да се издигне до новата точка на замръзване на разтвора на солена вода, няма да видите никаква полза. Например хвърляне на трапезна сол (натриев хлорид) върху лед, когато е 0 ° F няма да направи нищо повече от покриване на леда със слой сол. От друга страна, ако поставите същата сол върху лед при 15 ° F, солта ще бъде в състояние да предотврати топящ се лед от повторно замразяване. Магнезиевият хлорид работи до 5 ° F, докато калциевият хлорид работи до -20 ° F.
Ако температурата падне до мястото, където е солена вода може да замръзне, енергията ще се освободи, когато връзките се образуват, докато течността стане твърдо вещество. Тази енергия може да е достатъчна за стопяване на малко количество от чистия лед, като продължава процеса.
Използвайте сол за разтопяване на лед (активност)
Можете да демонстрирате ефекта на депресия на точката на замръзване себе си, дори и да нямате леден тротоар. Един от начините е да направите своя собствена сладолед в багет, където добавяне на сол с вода се получава смес толкова студена, че може да замрази вашето лакомство. Ако просто искате да видите пример за това как може да се получи студен лед плюс сол, смесете 33 унции обикновена трапезна сол със 100 унции натрошен лед или сняг. Бъди внимателен! Сместа ще бъде около -6 ° F (-21 ° C), което е достатъчно студено, за да ви осигури измръзване, ако го държите твърде дълго.
Трапезната сол се разтваря в натриеви и хлоридни йони във вода. Захарта се разтваря във вода, но не се разделя на никакви йони. Какъв ефект смятате, че добавянето на захар към водата би имало върху нейната точка на замръзване? Можете ли да проектирате експеримент, за да тествате хипотезата си?
Отвъд солта и водата
Поставянето на сол на вода не е единственото време, когато възниква депресия при замръзване. Всеки път, когато добавите частици към течност, понижавате точката й на замръзване и повишавате нейната точка на кипене. Друг добър пример за депресия при замръзване е водка. Водката съдържа както етанол, така и вода. Обикновено водка не замръзва в домашен фризер. Алкохолът във водата понижава точката на замръзване на водата.
Източници
- Аткинс, Питър (2006). Физична химия на Аткинс. Oxford University Press. стр. 150–153. ISBN 0198700725.
- Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Херинга, Ф. Джефри (2002). Обща химия (8-мо изд.). Prentice-Hall. стр. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.