რატომ დნება მარილი ყინულზე უფრო სწრაფად, ვიდრე შაქარი?

როდესაც გზები ყინულის საფარში იფარება, რაც ჩვეულებრივ მანქანას პოტენციურ საფრთხეს უქმნის, საერთო მარილის გამოყენება სავალი ნაწილის დასაფარავად ყინულს ხსნის. რატომ მუშაობს ეს? და შაქარი, ასევე თეთრი, კრისტალური ნაერთი, ძნელად გასარჩევი მარილისგან გასინჯვის გარეშე, არ გამოდგება?

განათავსეთ სამი ბოთლი საყინულეში, ერთი შეიცავს ონკანის წყალს, მეორე გაჯერებული მარილის ხსნარით და მესამე გაჯერებული შაქრის ხსნარით. თქვენ ნახავთ, რომ ონკანის წყალი იყინება, როგორც მოსალოდნელი იყო. შაქრის წყალი ხდება გაყინული ლაქებით, მაგრამ მარილიანი წყალი საერთოდ არ გაყინავს. ეს ფენომენი ახდენს გაყინვის წერტილის დეპრესიის დემონსტრირებას.

გაყინვის წერტილის დეპრესია ნიშნავს დაკვირვებას, რომ სუფთა ნივთიერებას (ე.ი. წყალს) აქვს გარკვეული დნობის / გაყინვის წერტილი (0'C), მაგრამ მინარევებისაგან (მაგ. მარილი, შაქარი), ისევე როგორც ამ ტემპერატურის დაწევა, ასევე ავრცელებს მას, ასე რომ ხდება ნაკლებად განსაზღვრული, უფრო დიფუზური დნობა / გაყინვა წერტილი რაც უფრო მეტია მინარევის რაოდენობა, მით ნაკლებია დნობის / გაყინვის წერტილი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გაყინვის წერტილის დეპრესია არის შეგროვების თვისება. როდესაც საქმე ეხება ხსნარების კოლიგატურ თვისებებს, ეს არის ხსნადი ნივთიერების მოლეკულების რაოდენობა და არა ხსნადი ნივთიერების ტიპი, ორი ხსნარის შედარებისას, რომელთაგან თითოეული შეიცავს იგივე რაოდენობის მარილს ან შაქარს, მარილის ხსნარი შეამცირებს გაყინვის წერტილს უფრო. ეს იმიტომ ხდება, რომ 1 გრამი მარილი შეიცავს უფრო მეტ მოლეკულას მარილს, ვიდრე 1 გრ შაქარი შეიცავს შაქრის მოლეკულებს.

ქიმიკოსები იყენებენ ნივთიერებების მოლებს, რიცხვის ტოლ რაოდენობას მოლეკულურ წონაში (იზომება დალთონებში), მაგრამ გრამებში, ხსნარის მოსამზადებლად, განსაზღვრული რაოდენობის ხსნადი მოლეკულების მქონე. ერთი ნივთიერების მოლს ზუსტად იგივე რაოდენობის მოლეკულა აქვს, როგორც სხვა ნივთიერების მოლი. სუფრის შაქრის (საქაროზა), C12H22O11, მოლეკულური წონაა 342 დალტონი. ერთი მოლის საქაროზას მისაღებად, აწონეთ 342 გრ. სუფრის მარილს, NaCl, აქვს მოლეკულური წონა 58 დალტონი. ერთი მოლი მარილის მისაღებად, აწონეთ 58 გრ. გაითვალისწინეთ, რომ გჭირდებათ თითქმის ექვსჯერ მეტი საქაროზა, რომ მიიღოთ ერთი და იგივე მოლეკულები ერთ მოლში მარილში.

ნორმალურ პირობებში მყარი წყალი წონასწორობაშია თხევადი წყლის სტანდარტული გაყინვის დროს ტემპერატურა 0'C, რაც ნიშნავს, რომ წყალი იარსებებს კმაყოფილებით, როგორც თხევადი და მყარი და დაიწყებს დნობას ან გაყინვას. ამ მიზეზით, ყინული დაფარულია წყლის თხელი ფენით. მყარი ფაზაში მყოფი მოლეკულები მუდმივად ივაჭრებენ ადგილებს თხევად ფაზაში მოლეკულებთან. წყლის ეს ქცევა საშუალებას იძლევა მარილის გამოყენება ყინულის გასადნობად.

ყინულით დაფარულ გზებზე დაყრილი მარილი იხსნება ყინულის წყლის დაფარვის ფილმში და ქმნის ხსნარს მის გაყინვის წერტილში. მყარი მოლეკულები გადადიან თხევად ფაზაში, მაგრამ აღარ იქცევიან მყარად. წონასწორობის მინიშნებები თხევადი ფაზისკენ, უფრო და უფრო მეტი მოლეკულა ხვდება ხსნარში, ამით ყინულს დნება.