Waarom smelt zout? Wetenschap van hoe het werkt
Share
Je weet dat je zout op een ijzige weg of stoep kunt strooien om te voorkomen dat het ijzig wordt, maar weet je hoe zout ijs smelt? Kijk naar de vriespuntdepressie om te begrijpen hoe het werkt.
Belangrijkste afhaalrestaurants: waarom Salt Melts Ice
- Zout smelt ijs en helpt het 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. Calciumchloride verlaagt bijvoorbeeld het vriespunt meer dan natriumchloride.
- Naast smeltend ijs kan ook een vriespuntverlaging worden gebruikt om ijs te maken zonder vriezer.
Depressie van zout, ijs en vriespunt
Zout smelt ijs in wezen omdat het toevoegen van zout het vriespunt van het water verlaagt. Hoe smelt dit ijs? Nou, dat doet het niet, tenzij er een beetje water beschikbaar is met het ijs. 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, dat is alles wat nodig is.
Zuiver water bevriest bij 32 ° F (0 ° C). Water met zout (of een andere substantie erin) zal bij een lagere temperatuur bevriezen. Hoe laag deze temperatuur zal zijn, hangt af van het ijsbestrijdingsmiddel. Als u zout op ijs aanbrengt in een situatie waarin de temperatuur nooit het nieuwe vriespunt van de zoutwateroplossing bereikt, zult u geen enkel voordeel zien. Als je bijvoorbeeld tafelzout (natriumchloride) op ijs gooit als het 0 ° F is, is er niets anders dan het ijs bedekken met een laag zout. Aan de andere kant, als je hetzelfde zout op ijs op 15 ° F legt, kan het zout voorkomen dat smeltend ijs opnieuw bevriest. Magnesiumchloride werkt tot 5 ° F, terwijl calciumchloride werkt tot -20 ° F.
Als de temperatuur daalt tot waar het zoute water kan bevriezen, komt er energie vrij wanneer bindingen worden gevormd terwijl 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)
Je kunt zelf het effect van een vriespuntdepressie aantonen, zelfs als je geen ijzige stoep bij de hand hebt. Een manier is om je eigen ijs te maken 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 alleen een voorbeeld wilt zien van hoe koud ijs plus zout kan worden, meng je 33 gram gewoon keukenzout met 100 gram gemalen ijs of sneeuw. Doe voorzichtig! Het mengsel zal ongeveer -6 ° F (-21 ° C) zijn, dat koud genoeg is om je bevriezing te geven 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 denkt u dat het toevoegen van suiker aan water het vriespunt zou hebben? 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 depressie van het vriespunt 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 bevriest wodka niet in een thuisvriezer. 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 editie). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.
