Rock Salt vs. Pöytäsuola sulaa jäätä

On vähän epätarkkaa sanoa, että suola sulaa jään, vaikka se näyttää varmasti siltä, ​​että lämpötilat ovat lähellä normaalia jäätymispistettä. On tarkempaa sanoa, että suola alentaa veden jäätymispistettä ja tekee sen liuottamalla. Ei vain suola voi tehdä tämän; mikä tahansa veteen liukeneva aine alentaa jäätymispistettä. Tähän sisältyy kivisuola. Koska kivisuolarakeet ovat kuitenkin suurempia kuin pöytäsuolarakeet ja sisältävät enemmän liukenemattomia epäpuhtauksia, ne eivät liukene yhtä hyvin eivätkä alenna jäätymispistettä niin paljon.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Sekä kivisuola että pöytäsuola laskevat veden jäätymispistettä liuottamalla siihen. Koska kivisuolahiukkaset ovat suurempia ja sisältävät epäpuhtauksia, kivisuolahiukkaset eivät alenna jäätymispistettä yhtä paljon kuin pöytäsuola.

Vesimolekyyli on polaarinen. Kun vetyatomipari sitoutuu happiatomiin muodostaen H: n₂O, he järjestävät itsensä epäsymmetrisesti, kuten sananlaskun Mikki Hiiren korvat. Tämä antaa molekyylille positiivisen nettovarauksen toisella puolella ja negatiivisen varauksen toisella puolella. Toisin sanoen jokainen vesimolekyyli on kuin pieni magneetti.

Jotta aine liukenisi veteen, sen on myös oltava polaarimolekyyli tai sen on kyettävä hajoamaan polaarimolekyyleiksi. Moottoriöljyn ja bensiinin muodostavat suuret orgaaniset molekyylit ovat esimerkkejä ei-polaarisista molekyyleistä, jotka eivät liukene. Kun napamolekyylit pääsevät veteen, ne houkuttelevat vesimolekyylejä, jotka ympäröivät niitä ja kuljettavat ne liuokseen.

Suola liukenee niin hyvin, koska se hajoaa kokonaan positiivisiksi ja negatiivisiksi ioneiksi vedessä. Mitä enemmän suolaa lisätään liuokseen, sitä korkeampi ionien pitoisuus muuttuu, kunnes yhtään vesimolekyyliä ei jätetä niiden ympärille. Siinä vaiheessa liuos on kyllästetty, eikä enää suola voi liueta.

Kun vesi jäätyy, vesimolekyyleillä ei ole tarpeeksi energiaa pysyäkseen nestemäisessä tilassa, ja niiden välinen sähköstaattinen vetovoima pakottaa ne kiinteään rakenteeseen. Toisella tavalla katsottuna, kun vesi sulaa, molekyylit saavat tarpeeksi energiaa paeta voimia, jotka sitovat ne kiinteään rakenteeseen. Normaalissa jäätymispisteessä (32 F tai 0 C) näiden kahden prosessin välillä on tasapaino. Kiinteään tilaan menevien molekyylien lukumäärä on sama kuin nestemäiseen tilaan saapuvien lukumäärä.

Liuotetut aineet, kuten suola, vievät tilan molekyylien välillä ja työskentelevät sähköstaattisesti pitääkseen ne erillään, mikä antaa vesimolekyylien pysyä nestemäisessä tilassa pidempään. Tämä häiritsee tasapainoa normaalissa jäätymispisteessä. Sulavia molekyylejä on enemmän kuin jäätyviä molekyylejä, joten vesi sulaa. Jos lämpötilaa lasketaan, vesi jäätyy taas. Suolan läsnäolo aiheuttaa jäätymislämpötilan laskun, ja se laskee edelleen suolapitoisuuden mukana, kunnes liuos on kyllästetty.

Sekä kivisuolalla että pöytäsuolalla on sama kemiallinen kaava, NaCl, ja molemmat liukenevat veteen. Suurin ero niiden välillä on se, että kivisuolarakeet ovat suurempia, joten ne eivät liukene niin nopeasti. Kun vesimolekyylit ympäröivät suurta rakeita, ne irtoavat vähitellen ioneja pinnalta ja ne ionien täytyy ajautua liuokseen ennen kuin vesimolekyylit voivat koskettaa ioneja syvemmällä rakeita. Tämä prosessi voi tapahtua niin hitaasti, että vesi voi jäätyä ennen kuin kaikki suola on liuennut.

Toinen kivisuolan ongelma on se, että se on puhdistamatonta ja voi sisältää liukenemattomia epäpuhtauksia. Nämä epäpuhtaudet voivat kulkeutua liuokseen, mutta niitä ei ympäröi vesimolekyylit, eivätkä ne vaikuta vetemolekyylien vetovoimaan toisiaan kohtaan. Näiden epäpuhtauksien pitoisuudesta riippuen suolaa on vähemmän paino-yksikköä kohden kuin puhdistetussa pöytäsuolassa.