Kad su ceste pokrivene pokrivačem leda, što uobičajenim automobilima predstavlja potencijalnu opasnost, upotreba obične soli za pokrivanje prometnica otapa led. Ali zašto ovo djeluje? A ne bi li i šećer, također bijeli, kristalni spoj, koji je teško razlikovati od soli bez kušanja, također funkcionirao?
Eksperiment
Stavite tri boce u zamrzivač za kuću, jednu s vodom iz slavine, drugu sa zasićenom otopinom soli i treću sa zasićenom otopinom šećera. Voda iz slavine smrznut će se kako se očekivalo. Šećerna voda postaje bljuzgava sa smrznutim mrljama, ali slana se voda uopće neće smrznuti. Ovaj fenomen pokazuje depresiju točke ledišta.
Depresija točke smrzavanja
Depresija točke ledišta odnosi se na opažanje da čista tvar (tj. Voda) ima određeno mjesto taljenja / smrzavanja (0 ° C), ali dodatak nečistoće (tj. sol, šećer), kao i snižavanje ove temperature, također je širi, pa dolazi do manje određenog, difuznijeg topljenja / smrzavanja točka. Što je veća količina nečistoće, točka topljenja / smrzavanja je niža. Drugim riječima, depresija točke smrzavanja je koligativno svojstvo. A što se tiče koligacijskih svojstava otopina, važan je broj molekula otopljene tvari, a ne vrsta otopljene tvari, Uspoređujući dvije otopine, od kojih svaka sadrži istu količinu soli ili šećera, otopina soli će smanjiti točku ledišta unaprijediti. To je zato što 1 gram soli sadrži više molekula soli nego što 1 g šećera sadrži molekule šećera.
Koncentracija otopljene tvari
Kemičari koriste molove, jedinicu koja je brojem jednaka molekulskoj težini (mjereno u daltonima) tvari, ali u gramima, za pripremu otopine s određenim brojem molekula otopljene tvari. Mola jedne tvari ima točno jednak broj molekula kao i mola bilo koje druge tvari. Stolni šećer (saharoza), C12H22O11, ima molekularnu težinu od 342 daltona. Da biste dobili jedan mol saharoze, izvažite 342g. Kuhinjska sol, NaCl, ima molekulsku masu 58 daltona. Da biste dobili jedan mol soli, izvažite 58g. Primijetite da vam je potrebno gotovo šest puta više saharoze da biste dobili isti broj molekula u jednom molu soli.
Ravnoteža leda i vode
U normalnim uvjetima, čvrsta voda je u ravnoteži s tekućom vodom pri svom standardnom smrzavanju temperatura od 0'C, što znači da će voda zadovoljno postojati ili kao tekućina ili kao krutina i počet će se topiti ili zamrznuti. Iz tog razloga led pokriva tanak sloj vode. Molekule u čvrstoj fazi neprestano trguju mjestima s molekulama u tekućoj fazi. Ovakvo ponašanje vode omogućuje upotrebu soli za topljenje leda.
LED koji se topi
Sol posipana ledom prekrivenim cestama otapa se u sloju vode koji prekriva led, stvarajući otopinu koja više nije na njezinu ledištu. Čvrste molekule putuju u tekuću fazu, ali se više ne vraćaju u čvrstu. Balansirajte savjete prema tekućoj fazi, sve više i više molekula nalazi se u otopini i na taj način topi led.