Por que o sal derrete o gelo mais rápido que o açúcar?

Quando as estradas são cobertas por um manto de gelo, tornando as viagens de carro comuns um perigo potencial, o uso de sal comum para cobrir as estradas dissolve o gelo. Mas por que isso funciona? E o açúcar, também um composto branco e cristalino, difícil de distinguir do sal sem degustar, não funcionaria?

Coloque três garrafas em um freezer doméstico, uma contendo água da torneira, uma segunda com uma solução saturada de sal e uma terceira com uma solução saturada de açúcar. Você verá que a água da torneira congela conforme o esperado. A água com açúcar torna-se lama com manchas congeladas, mas a água salgada não congela de forma alguma. Este fenômeno demonstra depressão do ponto de congelamento.

A depressão do ponto de congelamento se refere à observação de que uma substância pura (ou seja, água) tem um ponto de fusão / congelamento definido (0'C), mas a adição de uma impureza (ou seja, sal, açúcar), além de diminuir essa temperatura, também a espalha para que haja uma fusão / congelamento menos definida e mais difusa apontar. Quanto maior a quantidade de impureza, menor o ponto de fusão / congelamento. Em outras palavras, a depressão do ponto de congelamento é uma propriedade coligativa. E quando se trata de propriedades coligativas de soluções, é o número de moléculas de soluto que importa, não o tipo de soluto, Comparando duas soluções, cada uma contendo a mesma quantidade de sal ou açúcar, a solução de sal diminuirá o ponto de congelamento avançar. Isso ocorre porque 1 grama de sal contém mais moléculas de sal do que 1g de açúcar contém moléculas de açúcar.

Os químicos usam moles, uma unidade igual em número ao peso molecular (medido em daltons) de uma substância, mas em gramas, para preparar uma solução com um número especificado de moléculas de soluto. Uma toupeira de uma substância tem exatamente o mesmo número de moléculas que uma toupeira de qualquer outra substância. O açúcar de mesa (sacarose), C12H22O11, tem um peso molecular de 342 daltons. Para obter um mole de sacarose, pese 342g. O sal de mesa, NaCl, tem peso molecular de 58 daltons. Para obter um mol de sal, pese 58g. Observe que você precisa de quase seis vezes mais sacarose para obter o mesmo número de moléculas em um mol de sal.

Em condições normais, a água sólida está em equilíbrio com a água líquida em seu congelamento padrão temperatura de 0 ° C, o que significa que a água existirá satisfeita como um líquido ou sólido, e começará a derreter ou congelar. Por esse motivo, o gelo é coberto por uma fina camada de água. As moléculas na fase sólida trocam constantemente de lugar com as moléculas na fase líquida. Esse comportamento da água torna possível usar o sal para derreter o gelo.

O sal borrifado em estradas cobertas de gelo se dissolve na película de água que cobre o gelo, criando uma solução que não está mais em seu ponto de congelamento. As moléculas sólidas viajam para a fase líquida, mas não voltam mais para o sólido. O equilíbrio se inclina para a fase líquida, cada vez mais moléculas se encontram em solução, derretendo o gelo.