تأثير الملح على مكعبات الثلج

وضع الملح على مكعبات الثلج يجعلها أكثر برودة. قد يبدو هذا غريباً ، لكن صانعي الآيس كريم يعرفون ذلك طالما أنهم يمارسون تجارتهم. إذا لم تكن قد صنعت الآيس كريم بالطريقة القديمة من قبل ، مع الملح ، فأنت تفوت فرصة الحصول على علاج. عندما تجعل مكعبات الثلج أكثر برودة عن طريق وضع الملح عليها ، عليك أن تحرص على عدم حملها بين يديك لأنها قد تسبب حروقًا لجلدك.

الحقيقة هي أن الملح لا يخفض في الواقع درجة حرارة مكعبات الثلج ، إنه فقط يخفض نقطة التجمد، وهو نفس القول أنه يقلل من درجة انصهارها. عندما يكون الملح موجودًا ، يجب أن تكون مكعبات الثلج أكثر برودة حتى تصبح صلبة ، وسوف تذوب عند درجة حرارة أقل من درجة تجمد الماء النقي. لهذا السبب يستخدم الناس الملح لإذابة الجليد في الشوارع والأرصفة في جميع أنحاء العالم.

إذا كان لديك صندوق تبريد أو فريزر يتم التحكم في درجة حرارته ، يمكنك تجربة تجربة بسيطة توضح تأثير الملح على الماء والثلج. املأ كوبين من البلاستيك بكميات متساوية من الماء ، واسكب كمية وفيرة من ملح الطعام في أحدهما وحركه حتى يذوب تمامًا. ضع الأكواب في الفريزر واضبط درجة الحرارة على 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) واتركها طوال الليل.

عندما تعود في الصباح ، سيكون كوب الماء النقي قد تجمد ولكن ليس كوب الملح. حاول خفض درجة الحرارة بشكل تدريجي ثم تحقق مرة أخرى بعد عدة ساعات لمعرفة ما إذا كانت المياه المالحة مثلجة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فخفض درجة الحرارة أكثر حتى تتجمد. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك استخدام درجة حرارة التجميد وحجم الماء لإخبارك بالضبط بكمية الملح التي تضعها.

لا يمكنك في الواقع تسمية تفاعل الملح والجليد بأنه رد فعل لأن لا تغيير كيميائي يحدث ، لكن شيئًا ما يحدث بالتأكيد. يبدأ الجليد في الذوبان ، لكنه يشعر بالبرودة. تحدث هذه المفارقة لأن شيئين مختلفين يحدثان في الداخل وعلى الجليد.

الملح مركب أيوني يتكون من أيونات الصوديوم الموجبة (Na) والكلور السالب (Cl) ، و جزيئات الماء قطبية ، ولكل منها شحنة موجبة ضعيفة من جانب وشحنة سالبة على الجانب آخر.

عندما يتلامس الملح والماء ، يجذب كل جانب من جزيء الماء أحد أيونات الملح ، ويتفكك جزيء الملح ، وتحيط جزيئات الماء بالأيونات. عملية الذوبان هذه تملأ الماء بالمذاب ، ولأنها موجودة ، تتمتع جزيئات الماء بمزيد من حرية الحركة. يبقى الماء في حالة سائلة عند درجة حرارة منخفضة.

فقط عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى ما دون نقطة التجمد الجديدة ، فإن يبدأ الجليد في الذوبان، وهذا يعتمد على تركيز الملح. هذا هو السبب في أن الملح الصخري يذوب جليد الطريق في لمح البصر عندما تكون درجة الحرارة في الخارج قريبة من التجمد ، أو تحته مباشرة. لا تعمل بشكل جيد عندما تنخفض درجة الحرارة عن 15 فهرنهايت (-9 درجة مئوية) ، ولن تعمل على الإطلاق إذا وصلت درجة الحرارة إلى 0 فهرنهايت (-18 درجة مئوية)

على سطح مكعب ثلج من الماء النقي عند نقطة الانصهار ، لا تزال بعض جزيئات الماء مجمدة لكل منها البعض الآخر بينما يتمتع البعض بالحرية النسبية للوجود في الحالة السائلة ، وهناك توازن بين معهم.

عندما تضيف الملح ، فإنه يغير التوازن ، وتذهب المزيد من الجزيئات إلى الحالة السائلة وتتساقط بعيدًا ، بينما يجب أن تكون الجزيئات في الحالة الصلبة في درجة حرارة منخفضة لتظل صلبة. ما تبقى من مكعب الثلج ، بعد ذوبان الماء ، يكون أكثر برودة من مكعب ثلج عادي.