Поставянето на сол върху кубчета лед ги прави по-студени. Това може да изглежда странно, но производителите на сладолед знаят това, откакто се занимават с търговия. Ако никога не сте имали сладолед, направен по старомоден начин, със сол, пропускате лакомство. Когато правите кубчета лед по-студени, като им поставяте сол, трябва да внимавате да не ги държите в ръцете си, защото те могат да изгорят кожата ви.
Истината е, че солта всъщност не понижава температурата на кубчетата лед, а просто понижава точката им на замръзване, което е същото като да се каже, че намалява точката им на топене. Когато солта е наоколо, кубчетата лед трябва да са по-студени, за да са твърди и те ще се стопят при температура, по-ниска от точката на замръзване на чистата вода. Ето защо хората използват сол за топене на лед по улиците и тротоарите по целия свят.
Опитайте този експеримент със сол и лед
Ако имате контролирана от температурата студена кутия или фризер, можете да опитате прост експеримент, който илюстрира ефекта на солта върху водата и леда. Напълнете две пластмасови чаши с равни количества вода, изсипете обилно количество трапезна сол в една от тях и разбъркайте, докато всичко се разтвори. Поставете чашите във фризера, настройте температурата на 32 градуса по Фаренхайт (0 градуса по Целзий) и ги оставете за една нощ.
Когато се върнете сутринта, чашата с чиста вода ще замръзне, но не и чашата със сол. Опитайте да намалите постепенно настройката на температурата и да проверите отново след няколко часа, за да видите дали солената вода е лед. Ако не, намалете температурата повече, докато замръзне. Ако искате, можете да използвате температурата на замръзване и обема на водата, за да ви кажат точно колко сол сте сложили.
Реакцията на солта и леда
Всъщност не можете да наречете взаимодействието на солта и леда реакция, защото без химическа промяна се провежда, но определено нещо се случва. Ледът започва да се топи, но се усеща по-студено. Този парадокс възниква, защото вътре и на леда се случват две различни неща.
Солта прави топенето на леда при по-ниска температура
Солта е йонно съединение, съставено от положителни натриеви (Na) и отрицателни хлорни (Cl) йони, и водните молекули са полярни, всяка има слаб положителен заряд от едната страна и отрицателен от други.
Когато солта и водата влязат в контакт, всяка страна на водната молекула привлича един от солените йони, солената молекула се разпада и водните молекули обграждат йоните. Този процес на разтваряне запълва водата с разтворено вещество и тъй като тя е там, водните молекули имат по-голяма свобода на движение. Водата остава в течно състояние при по-ниска температура.
Само когато температурата на околната среда спадне под новата точка на замръзване, индикаторът лед започне да се топи, а това зависи от концентрацията на солта. Ето защо каменната сол за миг топи пътния лед, когато температурата навън е близо до нулата или малко под нея. Не работи добре, когато температурата падне под -15 F (-9 C) и няма да работи изобщо, ако температурата достигне 0 F (-18 C)
Солта прави леда по-студен
На повърхността на чист воден куб лед в точката на топене, някои водни молекули все още са замразени за всяка други, докато някои се радват на относителната свобода да бъдат в течно състояние и има баланс между тях тях.
Когато добавите сол, тя променя баланса и повече от молекулите преминават в течно състояние и капят, докато тези в твърдо състояние трябва да са с по-ниска температура, за да останат твърди. Това, което е останало от кубчето лед, след като водата се стопи, е по-студено от обикновеното кубче лед.