È un po' impreciso dire che il sale scioglie il ghiaccio, anche se è sicuramente così che le cose appaiono a temperature vicine al normale punto di congelamento. È più preciso dire che il sale abbassa il punto di congelamento dell'acqua e lo fa dissolvendosi. Non è solo il sale che può farlo; qualsiasi sostanza che si scioglie in acqua abbassa il punto di congelamento. Ciò include il salgemma. Tuttavia, poiché i granuli di salgemma sono più grandi dei granuli di sale da cucina e contengono più impurità insolubili, non si dissolvono altrettanto bene e non abbassano tanto il punto di congelamento.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il salgemma e il sale da cucina abbassano entrambi il punto di congelamento dell'acqua dissolvendosi in essa. Poiché le particelle di salgemma sono più grandi e contengono impurità, tuttavia, le particelle di salgemma non abbassano il punto di congelamento tanto quanto il sale da cucina.
Sostanze che si sciolgono in acqua
La molecola dell'acqua è polare. Quando una coppia di atomi di idrogeno si lega a un atomo di ossigeno per formare H
Perché una sostanza si dissolva in acqua, deve essere anche una molecola polare, o deve essere in grado di rompersi in molecole polari. Le grandi molecole organiche che compongono l'olio motore e la benzina sono esempi di molecole non polari che non si dissolvono. Quando le molecole polari entrano nell'acqua, attirano le molecole d'acqua, che le circondano e le portano in soluzione.
Il sale si dissolve così bene perché si dissocia completamente in ioni positivi e negativi nell'acqua. Più sale si introduce nella soluzione, maggiore è la concentrazione di ioni fino a quando non rimangono molecole d'acqua a circondarli. A quel punto, la soluzione è satura e il sale non può più dissolversi.
In che modo il sale influisce sul punto di congelamento
Quando l'acqua si congela, le molecole d'acqua non hanno energia sufficiente per rimanere allo stato liquido e l'attrazione elettrostatica tra di loro le costringe a formare una struttura solida. Da un altro punto di vista, quando l'acqua si scioglie, le molecole acquisiscono energia sufficiente per sfuggire alle forze che le legano in una struttura solida. Al normale punto di congelamento (32 F o 0 C), c'è un equilibrio tra questi due processi. Il numero di molecole che entrano nello stato solido è uguale al numero di molecole che entrano nello stato liquido.
I soluti come il sale occupano lo spazio tra le molecole e lavorano elettrostaticamente per tenerle separate, il che consente alle molecole d'acqua di rimanere allo stato liquido per un tempo più lungo. Questo sconvolge l'equilibrio al normale punto di congelamento. Ci sono più molecole che si sciolgono di quante molecole si congelano, quindi l'acqua si scioglie. Tuttavia, se abbassi la temperatura, l'acqua si congelerà di nuovo. La presenza di sale fa diminuire la temperatura di congelamento, che continua a diminuire con la concentrazione di sale fino a saturazione della soluzione.
Il salgemma non funziona bene come il sale da tavola
Sia il salgemma che il sale da cucina hanno la stessa formula chimica, NaCl, ed entrambi si dissolvono in acqua. La differenza principale tra loro è che i granuli di salgemma sono più grandi, quindi non si dissolvono così velocemente. Quando le molecole d'acqua circondano un grande granulo, strappano gradualmente gli ioni dalla superficie e quelli gli ioni devono andare alla deriva in soluzione prima che le molecole d'acqua possano entrare in contatto con gli ioni più in profondità all'interno del granello. Questo processo può avvenire così lentamente che l'acqua può congelare prima che tutto il sale si sia sciolto.
Un altro problema con il salgemma è che non è raffinato e può contenere impurità insolubili. Queste impurità possono andare alla deriva in soluzione, ma non saranno circondate da molecole d'acqua e non influenzeranno l'attrazione che le molecole d'acqua hanno l'una per l'altra. A seconda della concentrazione di queste impurità, c'è meno sale disponibile per unità di peso rispetto al sale da cucina raffinato.