Door zout op ijsblokjes te doen, worden ze kouder. Dit lijkt misschien vreemd, maar ijsmakers weten dit al zolang ze hun vak uitoefenen. Als je nog nooit ijs hebt gehad dat op de ouderwetse manier is gemaakt, met zout, mis je een traktatie. Als je ijsblokjes kouder maakt door er zout op te strooien, moet je oppassen dat je ze niet in je handen houdt, omdat ze je huid kunnen verbranden.
De waarheid is dat zout de temperatuur van de ijsblokjes niet echt verlaagt, het is gewoon verlaagt hun vriespunt, wat hetzelfde is als zeggen dat het hun smeltpunt verlaagt. Als er zout in de buurt is, moeten ijsblokjes kouder zijn om vast te zijn, en ze zullen smelten bij een temperatuur die lager is dan het vriespunt van zuiver water. Daarom gebruiken mensen over de hele wereld zout om ijs op straten en trottoirs te smelten.
Probeer dit zout- en ijsexperiment
Als je een koelbox of vriezer met temperatuurregeling hebt, kun je een eenvoudig experiment proberen dat het effect van zout op water en ijs illustreert. Vul twee plastic bekers met gelijke hoeveelheden water, giet er een ruime hoeveelheid keukenzout in en roer tot alles is opgelost. Zet de kopjes in de vriezer, stel de temperatuur in op 32 graden Fahrenheit (0 Celsius) en laat ze een nacht staan.
Als je 's morgens terugkomt, is de beker met zuiver water bevroren, maar niet de beker met zout. Probeer de temperatuurinstelling stapsgewijs te verlagen en controleer na enkele uren of het zoute water ijs is. Als dat niet het geval is, verlaagt u de temperatuur meer totdat het vriest. Als je wilt, kun je de vriestemperatuur en het watervolume gebruiken om je precies te vertellen hoeveel zout je erin doet.
De zout- en ijsreactie
Je kunt de interactie van zout en ijs eigenlijk geen reactie noemen omdat geen chemische verandering gebeurt, maar er gebeurt zeker iets. Het ijs begint te smelten, maar het voelt kouder aan. Deze paradox doet zich voor omdat er binnen en op het ijs twee verschillende dingen gebeuren.
Zout laat ijs smelten bij een lagere temperatuur
Zout is een ionische verbinding die bestaat uit positieve natrium (Na) en negatieve chloor (Cl) ionen, en watermoleculen zijn polair, elk met een zwakke positieve lading aan de ene kant en een negatieve aan de andere.
Wanneer zout en water in contact komen, trekt elke kant van het watermolecuul een van de zoutionen aan, het zoutmolecuul breekt uit elkaar en de watermoleculen omringen de ionen. Dit proces van oplossen vult het water met een opgeloste stof, en omdat het er is, hebben de watermoleculen meer bewegingsvrijheid. Bij een lagere temperatuur blijft het water in vloeibare toestand.
Pas als de omgevingstemperatuur onder het nieuwe vriespunt zakt, zal de ijs begint te smelten, en dat hangt af van de zoutconcentratie. Daarom smelt steenzout wegijs in een handomdraai als de temperatuur buiten bijna of net onder het vriespunt ligt. Het werkt niet goed als de temperatuur onder de 15 F (-9 C) daalt, en het werkt helemaal niet als de temperatuur 0 F (-18 C) bereikt
Zout maakt ijs kouder
Op het oppervlak van een puur waterijsblokje bij het smeltpunt zijn sommige watermoleculen nog steeds aan elkaar bevroren andere terwijl sommigen genieten van de relatieve vrijheid om in vloeibare toestand te zijn, en er is een evenwicht tussen hen.
Wanneer je zout toevoegt, verandert het de balans, en meer van de moleculen gaan in de vloeibare toestand en druppelen weg, terwijl die in de vaste toestand op een lagere temperatuur moeten zijn om vast te blijven. Wat er over is van het ijsblokje, nadat het water is gesmolten, is kouder dan een gewoon ijsblokje.