Kai kelius padengia ledo danga, dėl to paprastas automobilis gali keliauti, naudojant įprastą druską kelio dangai, ledas ištirpsta. Bet kodėl tai veikia? Argi cukrus, taip pat baltas, kristalinis junginys, kurį sunku atskirti nuo druskos neparagavus, taip pat neveiktų?
Eksperimentuokite
Į naminį šaldiklį įdėkite tris butelius, viename - vandens iš čiaupo, antrame - prisotinto druskos tirpalo, trečiajame - prisotinto cukraus tirpalo. Rasite, kad vandentiekio vanduo užšąla, kaip tikėtasi. Cukrus vanduo sušalusiais pleistrais pasidaro gausus, tačiau sūrus vanduo visiškai nesušals. Šis reiškinys rodo užšalimo taško depresiją.
Užšalimo taško depresija
Užšalimo taško slopinimas reiškia pastebėjimą, kad gryna medžiaga (t. Y. Vanduo) turi apibrėžtą lydymosi / užšalimo temperatūrą (0 ° C), tačiau priemaišos (t. y. druskos, cukraus), taip pat sumažindamas šią temperatūrą, ją paskleidžia, todėl yra mažiau apibrėžtas, difuzinis lydymas / užšalimas taškas. Kuo didesnis priemaišos kiekis, tuo žemesnė lydymosi / užšalimo temperatūra. Kitaip tariant, užšalimo taško depresija yra koligatyvi savybė. Kalbant apie koligatyvias tirpalų savybes, svarbu ne ištirpusio, bet tirpių molekulių skaičius, Lyginant du tirpalus, kurių kiekviename yra tas pats druskos arba cukraus kiekis, druskos tirpalas sumažins užšalimo tašką toliau. Taip yra todėl, kad 1 grame druskos yra daugiau druskos molekulių nei 1 g cukraus - cukraus molekulių.
Tirpiųjų medžiagų koncentracija
Norėdami paruošti tirpalą su nurodytu tirpių molekulių skaičiumi, chemikai naudoja molius - vienetą, kurio skaičius yra lygus medžiagos molekulinei masei (matuojama daltonais), bet gramais. Vienos medžiagos molis turi lygiai tą patį molekulių skaičių, kaip ir bet kurios kitos medžiagos molis. Valgomojo cukraus (sacharozės) C12H22O11 molekulinė masė yra 342 daltonai. Norėdami gauti vieną molį sacharozės, pasverkite 342 g. Valgomosios druskos NaCl molekulinė masė yra 58 daltonai. Norėdami gauti vieną molį druskos, pasverkite 58 g. Atkreipkite dėmesį, kad sacharozės reikia beveik šešis kartus daugiau, kad viename druskos molyje gautumėte tiek pat molekulių.
Ledo ir vandens pusiausvyra
Įprastomis sąlygomis kietasis vanduo yra pusiausvyroje su skystu vandeniu, kai jis užšąla 0 ° C temperatūros, o tai reiškia, kad vanduo bus skystas arba kietas, ir jis pradės tirpti arba užšaldyti. Dėl šios priežasties ledą dengia plonas vandens sluoksnis. Kietosios fazės molekulės nuolat prekiauja skysčio fazės molekulėmis. Toks vandens elgesys leidžia naudoti druską ledui tirpdyti.
Tirpstantis ledas
Ledu padengtuose keliuose pabarstyta druska ištirpsta ledą dengiančioje vandens plėvelėje, sukurdama tirpalą nebe savo užšalimo vietoje. Kietosios molekulės keliauja į skystąją fazę, bet nebegrįžta atgal į kietąją. Balanso patarimai skystos fazės link, vis daugiau molekulių atsiduria tirpale ir taip tirpdo ledą.
