Ha az utakat jégtakaró borítja, így a közönséges autó potenciális veszélyt jelent, az úttestek elfedésére közönséges só felhasználásával oldja a jeget. De miért működik ez? És nem működne-e a cukor, szintén fehér, kristályos vegyület, amelyet megkóstolás nélkül nehéz megkülönböztetni a sótól?
Kísérlet
Helyezzen három palackot házi fagyasztóba, az egyik csapvizet tartalmaz, a második telített sóoldattal, a harmadik pedig telített cukoroldattal. Megtalálja, hogy a csapvíz a várakozásoknak megfelelően megfagy. A cukros víz fagyott foltoktól latyakossá válik, de a sós víz egyáltalán nem fog megfagyni. Ez a jelenség fagypont-depressziót mutat.
Fagyáspontos depresszió
A fagyáspont-depresszió arra a megfigyelésre utal, hogy egy tiszta anyagnak (azaz víznek) meghatározott olvadási / fagyáspontja (0'C) van, de az addíció szennyeződés (azaz só, cukor), valamint ennek a hőmérsékletnek a csökkentése szintén eloszlatja, így kevésbé határozott, diffúzabb olvadás / fagyás pont. Minél nagyobb a szennyező mennyisége, annál alacsonyabb az olvadás / fagyáspont. Más szavakkal, a fagyáspont-depresszió kolligatív tulajdonság. Ami az oldatok kolligatív tulajdonságait illeti, az az oldott anyag molekuláinak száma számít, és nem az oldott anyag típusa, Két oldatot összehasonlítva, amelyek mindegyike azonos mennyiségű sót vagy cukrot tartalmaz, a sóoldat csökkenti a fagyáspontot további. Ugyanis 1 gramm só több sómolekulát tartalmaz, mint 1g cukor cukormolekulát.
Oldott anyag koncentráció
A kémikusok mólokat használnak, egységnyi számot az anyag molekulatömegével (daltonban mérve), de grammban, egy meghatározott számú oldott molekulát tartalmazó oldat elkészítéséhez. Egy anyag móljában pontosan ugyanannyi molekula van, mint bármely más anyag móljában. A C12H22O11 asztali cukor (szacharóz) molekulatömege 342 dalton. Egy mól szacharóz előállításához mérjünk ki 342 g-ot. A konyhasó (NaCl) molekulatömege 58 dalton. Egy mól só előállításához mérjünk ki 58 g-ot. Vegye figyelembe, hogy csaknem hatszor több szacharózra van szüksége ahhoz, hogy ugyanannyi molekula jusson el egy mól sóban.
Jég és víz egyensúlya
Normál körülmények között a szilárd víz egyensúlyban van a folyékony vízzel a szokásos fagyásnál 0 ° C hőmérsékletet jelent, ami azt jelenti, hogy a víz folyékony vagy szilárd anyagként létezik, és olvadni kezd vagy megfagy. Emiatt a jeget vékony vízréteg borítja. A szilárd fázisban lévő molekulák folyamatosan cserélődnek a folyékony fázisban lévő molekulákkal. A víz ilyen viselkedése lehetővé teszi a só felhasználását a jég megolvasztására.
Olvadó jég
A jéggel borított utakon megszórt só feloldódik a jeget bevonó vízrétegben, és már nem fagypontjánál oldatot hoz létre. A szilárd molekulák bejutnak a folyékony fázisba, de már nem fordulnak vissza szilárd molekulává. Az egyensúlyi tippek a folyékony fázis felé, egyre több molekula találja magát oldatban, így megolvasztja a jeget.