Eis ist die feste Form, die flüssiges Wasser annimmt, wenn es unter 0 Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit) abgekühlt wird. Eis schmilzt aufgrund der chemischen Eigenschaften von Wasser. Zwischen den Eismolekülen gibt es mehr Wasserstoffbrückenbindungen als im Wasser. Eis beginnt zu schmelzen, wenn seine Temperatur 0 Grad Celsius überschreitet und Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen brechen.
Chemische Struktur von Eis
Ein Eis- oder Wassermolekül besteht aus zwei kovalent an ein Sauerstoffatom gebundenen Wasserstoffatomen. Die Atome teilen sich Elektronen, wodurch das Sauerstoffatom eine leicht negative elektrische Ladung trägt, während die Wasserstoffatome leicht positiv sind, was zu einem polaren Molekül führt. Aufgrund dieser Polarität werden Wassermoleküle voneinander angezogen und bilden Wasserstoffbrücken zwischen Molekülen.
Unterschied zwischen Wasser und Eis
Die Wasserstoffbrücken zwischen Wasserstoff- und Sauerstoffatomen sind schwächer als kovalente Bindungen und kontrollieren die physikalischen Eigenschaften von Wasser und Eis. Wassermoleküle sind in Eis stärker wasserstoffgebunden als in flüssigem Wasser, obwohl die Moleküle in Eis weiter voneinander getrennt sind, was dazu führt, dass Eis weniger dicht ist als Wasser.
Schmelzen
Eis schmilzt, wenn sich die Moleküle durch Wärmeenergie schneller bewegen und die Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen aufbrechen, um flüssiges Wasser zu bilden. Beim Schmelzprozess nehmen die Wassermoleküle tatsächlich Energie auf. Deshalb schmilzt ein Eiswürfel außen schneller und behält in der Mitte länger seine Kälte und Festigkeit: Schmelzen ist ein Abkühlungsprozess. Wenn mehr Wärme zugeführt wird, schmilzt das Eis weiter, und wenn die Temperatur den Siedepunkt überschreitet, etwa 100 ° C Grad Celsius (212 Grad Fahrenheit) werden mehr Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen vollständig aufbrechen, wodurch Wasser entsteht Dampf.
Andere Faktoren
Die Zugabe von Fremdstoffen, wie Salz- oder Chemikalienpartikeln, schmilzt Eis schneller, weil sie das Gleichgewicht der Schmelz- und Gefrierprozesse stören. Je mehr Fremdpartikel auf seiner Oberfläche sind, desto weniger Wassermoleküle kann das Eis einfangen, was den Gefrierprozess verlangsamt. Salz wird zum Schmelzen von Eis auf Gehwegen und Straßen verwendet, weil es billig und zugänglich ist, nicht weil es wirksamer ist als andere Substanzen.
