האם קרח נמס מהר יותר במים או בסודה?

קרח נמס מהר יותר במים מאשר בסודה. הסיבה לכך היא כי סודה מכילה נתרן (מלח), והוספת נתרן גורמת לקרח להתמוסס לאט יותר מאשר במים פשוטים. על מנת שקרח יימס, יש לשבור את הקשרים הכימיים המצטרפים למולקולות מים, ושבירת קשרים תמיד דורשת אנרגיה. הוספת נתרן לתמיסה פירושה שלוקח יותר אנרגיה לשבור קשרים מאשר במים רגילים, המאטים את ההיתוך.

מים הם חומר קריטי לחיים כפי שאנו מכירים אותם, ובחלקם ניתן לייחס את תכונותיהם הייחודיות סוג הקשר הכימי הנוצר בין אטומים במולקולות מים ובין מולקולות מים עצמם. לאטומי החמצן והמימן במולקולות המים חוברים קשרי מימן, שהם קשרים חלשים שנשברים כל הזמן ונוצרים ככל שהמולקולות נעות.

למולקולות מים יש הרבה ניידות בגלל קשרי המימן החלשים שמצטרפים אליהן. זו הסיבה שמים נוזלים בטמפרטורות מעל 32 מעלות צלזיוס (ומתחת ל 212 מעלות צלזיוס, שם הם הופכים לאדים). ככל שהטמפרטורה חמה יותר, כך האטומים במולקולות נעים מהר יותר. כשהטמפרטורה יורדת ל -32 מעלות צלזיוס, האטומים נעים לאט יותר עד שלבסוף הם "קופאים" ומתגבשים כשהמים הופכים לקרח.

נקודת ההיתוך היא הנקודה בה קרח מחליף שלב ממוצק לנוזל. נקודת ההיתוך של מים רגילים היא 32 מעלות צלזיוס, אך הנתרן בסודה אומר שעליו להיות קר משמעותית מ -32 מעלות צלזיוס לפני שהקרח יימס בסודה. הסיבה לכך היא שהנתרן מוריד את נקודת ההיתוך של הקרח, כלומר על התמיסה להיות קרה יותר לפני שהקרח יימס.

הנתרן בסודה מוריד את נקודת ההיתוך וגורם לקרח להתמוסס לאט יותר מאשר במים רגילים מכיוון שבתוספת מלח (או כל חומר אחר), יש פחות מולקולות מים חופשיים כדי ליצור קשרים יחד ו"לקפוא "לקרח כטמפרטורה טיפות. יש להסיר חום מהתמיסה כדי לשבור קשרים ולהמיס קרח, מה שמוריד את הטמפרטורה של התמיסה כולה ואת נקודת ההיתוך של הקרח בסודה.

אנשים החיים באקלים קר עשויים למצוא את העובדה שמלח מוריד את נקודת ההתכה של הקרח כנגד אינטואיטיבי, מכיוון שכבישים מלוחים הם הנורמה באזורים מושלגים. אך בתנאי שלג, מלח שומר על דרכים נקיות מקרח. כפי שנדון כאן, תוספת המלח מורידה את הטמפרטורה בה יקפיאו מים. לפיכך, בנוכחות מלח נמס שלג יישאר נוזלי בטמפרטורות נמוכות במקום להפוך לקרח ולהפוך את הכבישים לחלקים.