•••Modfos / iStock / GettyImages
On yleistä käytäntöä levittää jäätä tielle sulamaan talvijää, mutta jään puuttuessa voit käyttää myös sokeria. Itse asiassa voit käyttää mitä tahansa ainetta, joka liukenee veteen. Sokeri ei toimisi yhtä hyvin kuin suola, ja on kysymys kaikesta tahmeasta vedestä, joka muuttaa tienvarren mukaiseksi. Mutta koska se alentaa veden jäätymispistettä, jää sulaa, kunhan ulkolämpötila ei ole liian kylmä. Syy tähän tapahtuu siksi, että mikä tahansa veteen liuotettu liuotin häiritsee vesimolekyylien kykyä sulautua kiinteään muotoon.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Sokeri alentaa veden jäätymispistettä sitoutumalla vesimolekyyleihin ja luomalla niiden väliin enemmän tilaa. Tämä auttaa heitä voittamaan sähköstaattiset voimat, jotka sitovat heidät kiinteään rakenteeseen. Sama pätee kaikkiin veteen liukeneviin aineisiin.
Vedestä ja jäästä
•••Kuva Jonathan Percy Unsplashista
Kun vesi on jään kiinteässä tilassa, molekyylit sitoutuvat toistensa kanssa kristallirakenteeseen, josta yhdelläkään ei ole energiaa paeta. Lämpötilan noustessa molekyylit saavat värähtelyenergiaa ja liikkumisvapautta. Kriittisessä vaiheessa ne voivat irrottautua sähköstaattisista voimista, jotka sitovat ne kiteiseksi rakenteeksi, ja liikkua vapaammin nestemäisessä tilassa. Tiedät tämän kriittisen pisteen hyvin, koska se on sulamispiste 32 astetta Fahrenheit (0 astetta).
Kun vesi on nestemäisessä tilassa ja lasket lämpötilaa, molekyylit menettävät energiaa ja lopulta yhdistyvät kiteeksi. Tässä kriittisessä lämpötilassa, jäätymispisteessä, molekyyleillä ei ole tarpeeksi energiaa paeta sähköstaattisista sidoksista he harjoittavat toisiaan, joten he asettuvat "lepotilaan" kuin ryhmä kissoja, jotka tunkeutuvat yhdessä pakenemaan talvesta chill. Jälleen tämän aiheuttavat sähköstaattiset vetovoimat, jotka he käyttävät toisiinsa.
Lisää pieni sokeri
•••Wavebreakmedia Oy / Wavebreak Media / Getty Images
Mikä tahansa veteen liukeneva liuenne aine alentaa jäätymispistettä melko yksinkertaisesta syystä. Kun aine liukenee, vesimolekyylit ympäröivät sitä ja sitoutuvat siihen sähköstaattisesti. Liukeneva aine tarjoaa tilaa vesimolekyylien välillä ja vähentää vetovoimaa, jota ne aiheuttavat toisiinsa. Tämän seurauksena he tarvitsevat vähemmän energiaa liikkumisvapautensa ylläpitämiseksi ja pysyvät nestemäisessä tilassa alemmissa lämpötiloissa.
Näin tapahtuu riippumatta siitä, ovatko liuenneet hiukkaset yksittäisiä ioneja, kuten suolan natrium- ja kloridi-ionit, tai suuria, monimutkaisia molekyylejä, kuten sakkaroosi (pöytäsokeri), jolla on kemiallinen kaava C12H22O11. 45 atomia molekyyliä kohden sokeri ei erota vesimolekyylejä yhtä tehokkaasti kuin pienemmät, voimakkaammin varautuneet ionit, minkä vuoksi sokeri ei alenna sulamispistettä yhtä tehokkaasti kuin suola. Toinen siihen liittyvä syy on, että vaikutus jäätymispisteeseen riippuu liuenneen aineen tilavuudesta. Koska sokerimolekyylit ovat niin paljon suurempia kuin suolaionit, vähemmän niistä mahtuu tiettyyn määrään vettä.
Sokeri ei sulaa jäätä
•••Vlad Turchenko / iStock / Getty Images
On vähän epätarkkaa sanoa, että sokeri sulaa jään. Tosiasiassa tapahtuu, että se alentaa jäätymispistettä, joten vesi voi pysyä nestemäisessä tilassa kylmemmässä lämpötilassa. Se tekee tämän tarjoamalla tilaa vesimolekyylien välillä ja vähentämällä niiden vetovoimaa toisiinsa. Jos heität sokeria jäälle 30 astetta Fahrenheit-astetta (-1,1 astetta), jää sulaa, mutta jos lämpötila laskee matalammaksi, vesi jäätyy lopulta. Uusi jäätymispiste on matalampi kuin puhtaalla vedellä, mutta korkeampi kuin se olisi, jos heität suolaa jäälle.