Når veier er dekket av et isteppe som gjør at vanlig bil reiser en potensiell fare, løser isen opp med vanlig salt for å dekke veier. Men hvorfor fungerer dette? Og ville ikke sukker, også en hvit, krystallinsk forbindelse, vanskelig å skille fra salt uten å smake, fungere også?
Eksperiment
Plasser tre flasker i et fryseskap, en som inneholder vann fra springen, en annen med en mettet saltoppløsning og en tredje med en mettet sukkeroppløsning. Du vil finne vann fra springen som forventet. Sukkervannet blir slush med frosne flekker, men saltvannet fryser ikke i det hele tatt. Dette fenomenet demonstrerer frysepunktdepresjon.
Frysepunkt depresjon
Frysepunktsdepresjon refererer til observasjonen at et rent stoff (dvs. vann) har et bestemt smelte- / frysepunkt (0'C), men tilsetningen av en urenhet (dvs. salt, sukker), i tillegg til å senke denne temperaturen, sprer den også så det er en mindre klar, mer diffus smelting / frysing punkt. Jo større mengde urenhet, desto lavere smelte- / frysepunkt. Frysepunktsdepresjon er med andre ord en kolligativ egenskap. Og når det kommer til kolligative egenskaper til løsninger, er det antall molekyler av oppløst stoff som betyr noe, ikke typen oppløst stoff, Ved sammenligning av to løsninger som hver inneholder den samme mengden salt eller sukker, vil saltløsningen senke frysepunktet lengre. Dette er fordi 1 gram salt inneholder flere saltmolekyler enn 1 g sukker inneholder sukkermolekyler.
Løs konsentrasjon
Kjemikere bruker mol, en enhet som tilsvarer antall molekylvekt (målt i dalton) av et stoff, men i gram, for å fremstille en løsning med et spesifisert antall oppløste molekyler. En mol av ett stoff har nøyaktig samme antall molekyler som et mol av et hvilket som helst annet stoff. Bordsukker (sukrose), C12H22O11, har en molekylvekt på 342 dalton. Vekt ut 342 g for å oppnå ett mol sukrose. Bordsalt, NaCl, har en molekylvekt på 58 dalton. Vekt ut 58 g for å få en mol salt. Legg merke til at du trenger nesten seks ganger mer sukrose for å oppnå samme antall molekyler i en mol salt.
Is og vann likevekt
Under normale forhold er fast vann i likevekt med flytende vann ved standard frysing temperatur på 0'C, noe som betyr at vann vil eksistere tilfredsstillende som enten en væske eller et fast stoff, og vil begynne å smelte eller fryse. Av denne grunn er is dekket av et tynt lag med vann. Molekyler i fast fase bytter kontinuerlig med molekyler i væskefasen. Denne oppførselen til vann gjør det mulig å bruke salt til å smelte is.
Issmelting
Salt som er strødd på isdekte veier, løses opp i filmen av vann som dekker isen, og skaper en løsning som ikke lenger er ved frysepunktet. Faste molekyler beveger seg inn i væskefasen, men blir ikke lenger tilbake til det faste stoffet. Balansetips mot væskefasen, flere og flere molekyler befinner seg i løsning, og smelter dermed isen.