Es ist ein bisschen ungenau zu sagen, dass Salz Eis schmilzt, obwohl dies bei Temperaturen nahe dem normalen Gefrierpunkt definitiv so aussieht. Es ist genauer zu sagen, dass Salz den Gefrierpunkt von Wasser senkt, und zwar durch Auflösen. Es ist nicht nur Salz, das dies tun kann; Jede Substanz, die sich in Wasser löst, senkt den Gefrierpunkt. Dazu gehört auch Steinsalz. Da Steinsalzgranulat jedoch größer als Kochsalzgranulat ist und mehr unlösliche Verunreinigungen enthält, löst es sich nicht so gut auf und senkt den Gefrierpunkt nicht so stark.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Steinsalz und Tafelsalz senken beide den Gefrierpunkt von Wasser, indem sie sich darin auflösen. Da Steinsalzpartikel jedoch größer sind und Verunreinigungen enthalten, senken die Steinsalzpartikel den Gefrierpunkt nicht so stark wie Kochsalz.
Stoffe, die sich in Wasser auflösen
Das Wassermolekül ist polar. Wenn sich ein Paar von Wasserstoffatomen mit einem Sauerstoffatom verbindet, um H. zu bilden2O, sie ordnen sich asymmetrisch an, wie sprichwörtliche Mickey-Mouse-Ohren. Dadurch erhält das Molekül eine positive Nettoladung auf einer Seite und eine negative Ladung auf der anderen. Mit anderen Worten, jedes Wassermolekül ist wie ein winziger Magnet.
Damit sich ein Stoff in Wasser auflöst, muss er auch ein polares Molekül sein oder in polare Moleküle zerfallen können. Die großen organischen Moleküle, aus denen Motoröl und Benzin bestehen, sind Beispiele für unpolare Moleküle, die sich nicht auflösen. Wenn polare Moleküle in Wasser eindringen, ziehen sie Wassermoleküle an, die sie umgeben und in Lösung bringen.
Salz löst sich so gut auf, weil es im Wasser vollständig in positive und negative Ionen zerfällt. Je mehr Salz Sie in die Lösung einbringen, desto höher wird die Ionenkonzentration, bis keine Wassermoleküle mehr um sie herum vorhanden sind. An diesem Punkt ist die Lösung gesättigt und es kann sich kein Salz mehr auflösen.
Wie Salz den Gefrierpunkt beeinflusst
Wenn Wasser gefriert, haben Wassermoleküle nicht genug Energie, um im flüssigen Zustand zu bleiben, und die elektrostatische Anziehung zwischen ihnen zwingt sie zu einer festen Struktur. Anders betrachtet gewinnen die Moleküle beim Schmelzen von Wasser genug Energie, um den Kräften zu entkommen, die sie zu einer festen Struktur verbinden. Beim normalen Gefrierpunkt (32 F oder 0 C) besteht ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Prozessen. Die Zahl der Moleküle, die in den festen Zustand eintreten, ist die gleiche wie die Zahl, die in den flüssigen Zustand eintreten.
Gelöste Stoffe wie Salz nehmen den Raum zwischen den Molekülen ein und arbeiten elektrostatisch, um sie auseinander zu halten, wodurch die Wassermoleküle länger im flüssigen Zustand bleiben können. Dadurch wird das Gleichgewicht beim normalen Gefrierpunkt gestört. Es schmelzen mehr Moleküle als gefrierende Moleküle, also schmilzt das Wasser. Wenn Sie jedoch die Temperatur senken, gefriert das Wasser wieder. Durch das Vorhandensein von Salz sinkt die Gefriertemperatur, und sie nimmt mit der Salzkonzentration weiter ab, bis die Lösung gesättigt ist.
Steinsalz funktioniert nicht so gut wie Tafelsalz
Sowohl Steinsalz als auch Tafelsalz haben die gleiche chemische Formel, NaCl, und beide lösen sich in Wasser auf. Der Hauptunterschied zwischen ihnen besteht darin, dass Steinsalzkörner größer sind und sich daher nicht so schnell auflösen. Wenn Wassermoleküle ein großes Granulat umgeben, entfernen sie allmählich Ionen von der Oberfläche, und diese Ionen müssen in Lösung abdriften, bevor die Wassermoleküle tiefer im Inneren mit Ionen in Kontakt treten können Körnchen. Dieser Vorgang kann so langsam ablaufen, dass das Wasser gefrieren kann, bevor sich das Salz vollständig aufgelöst hat.
Ein weiteres Problem bei Steinsalz besteht darin, dass es unraffiniert ist und unlösliche Verunreinigungen enthalten kann. Diese Verunreinigungen können in Lösung abdriften, aber sie werden nicht von Wassermolekülen umgeben und beeinträchtigen nicht die Anziehungskraft, die die Wassermoleküle füreinander haben. Je nach Konzentration dieser Verunreinigungen steht pro Gewichtseinheit weniger Salz zur Verfügung als bei raffiniertem Speisesalz.