Защо солта се топи лед по-бързо от захарта?

Когато пътищата са покрити с ледено покривало, което прави пътуването на обикновена кола потенциална опасност, използването на обикновена сол за покриване на пътища разтваря леда. Но защо това работи? И няма ли да работи и захарта, също бяло, кристално съединение, което е трудно да се различи от солта без дегустация?

Поставете три бутилки във фризер за дома, едната съдържа вода от чешмата, втора с наситен разтвор на сол и трета с наситен разтвор на захар. Ще откриете, че водата от чешмата замръзва, както се очаква. Захарната вода става киша със замразени петна, но солената вода изобщо няма да замръзне. Това явление демонстрира депресия в точката на замръзване.

Депресията с точка на замръзване се отнася до наблюдението, че чисто вещество (т.е. вода) има определена точка на топене / замръзване (0'C), но добавянето на примес (т.е. сол, захар), както и понижаването на тази температура, също го разпространява, така че има по-малко определено, по-дифузно топене / замразяване точка. Колкото по-голямо е количеството на примеса, толкова по-ниска е точката на топене / замръзване. С други думи, депресията в точката на замръзване е колигативно свойство. И когато става въпрос за колигативни свойства на разтворите, това е броят на молекулите на разтвореното вещество, които имат значение, а не на вида на разтвореното вещество, Сравнявайки два разтвора, всеки от които съдържа еднакво количество сол или захар, соленият разтвор ще понижи точката на замръзване по-нататък. Това е така, защото 1 грам сол съдържа повече молекули сол, отколкото 1 г захар съдържа молекули захар.

Химиците използват бенки, единица, равна на брой на молекулното тегло (измерено в далтони) на вещество, но в грамове, за да приготвят разтвор с определен брой разтворени молекули. Мол от едно вещество има точно същия брой молекули като мол на всяко друго вещество. Трапезната захар (захароза), C12H22O11, има молекулно тегло 342 далтона. За да получите един мол захароза, претеглете 342g. Трапезната сол, NaCl, има молекулно тегло 58 далтона. За да получите един мол сол, претеглете 58g. Забележете, че имате нужда от почти шест пъти повече захароза, за да получите същия брой молекули в един мол сол.

При нормални условия твърдата вода е в равновесие с течна вода при стандартното си замразяване температура от 0'C, което означава, че водата ще съществува доволно или като течност, или като твърдо вещество и ще започне да се топи или замръзване. Поради тази причина ледът е покрит с тънък слой вода. Молекулите в твърдата фаза постоянно търгуват места с молекули в течната фаза. Това поведение на водата дава възможност да се използва сол за топене на лед.

Солта, поръсена по покрити с лед пътища, се разтваря във филма на водата, покриваща леда, създавайки разтвор, който вече не е в точката му на замръзване. Твърдите молекули преминават в течна фаза, но вече не се превръщат обратно в твърда. Балансирайте върховете към течната фаза, все повече и повече молекули се оказват в разтвор, като по този начин топят леда.