Este puțin inexact să spunem că sarea topeste gheața, deși cu siguranță așa apar lucrurile la temperaturi apropiate de punctul normal de îngheț. Este mai exact să spunem că sarea scade punctul de îngheț al apei și face acest lucru prin dizolvare. Nu doar sarea poate face acest lucru; orice substanță care se dizolvă în apă scade punctul de îngheț. Asta include sare de rocă. Cu toate acestea, deoarece granulele de sare de rocă sunt mai mari decât granulele de sare de masă și conțin impurități mai insolubile, ele nu se dizolvă la fel de bine și nu scad la fel de mult punctul de îngheț.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Sarea de rocă și sarea de masă scad ambele punctul de îngheț al apei dizolvându-se în ea. Deoarece particulele de sare de rocă sunt mai mari și conțin impurități, particulele de sare de rocă nu scad punctul de îngheț la fel de mult ca sarea de masă.
Substanțe care se dizolvă în apă
Molecula de apă este polară. Când o pereche de atomi de hidrogen se leagă cu un atom de oxigen pentru a forma H
2O, ei se aranjează asimetric, ca niște urechi proverbiale de Mickey Mouse. Acest lucru conferă moleculei o sarcină netă pozitivă pe o parte și o sarcină negativă pe cealaltă. Cu alte cuvinte, fiecare moleculă de apă este ca un magnet mic.Pentru ca o substanță să se dizolve în apă, trebuie să fie, de asemenea, o moleculă polară sau trebuie să fie capabilă să se rupă în molecule polare. Moleculele organice mari care alcătuiesc uleiul de motor și benzina sunt exemple de molecule nepolare care nu se vor dizolva. Când moleculele polare intră în apă, ele atrag moleculele de apă, care le înconjoară și le duc în soluție.
Sarea se dizolvă atât de bine deoarece se disociază complet în ioni pozitivi și negativi din apă. Cu cât introduceți mai multă sare în soluție, cu atât concentrația de ioni devine mai mare până când nu rămân molecule de apă care să le înconjoare. În acel moment, soluția este saturată și nu se mai poate dizolva sare.
Cum afectează sarea punctul de îngheț
Când apa îngheață, moleculele de apă nu au suficientă energie pentru a rămâne în stare lichidă, iar atracția electrostatică dintre ele le forțează într-o structură solidă. Privit în alt mod, când apa se topește, moleculele câștigă suficientă energie pentru a scăpa de forțele care le leagă într-o structură solidă. La punctul normal de îngheț (32 F sau 0 C), există un echilibru între aceste două procese. Numărul de molecule care intră în stare solidă este același cu numărul care intră în stare lichidă.
Solutele precum sarea ocupă spațiu între molecule și funcționează electrostatic pentru a le menține separate, ceea ce permite moleculelor de apă să rămână în stare lichidă pentru o perioadă mai lungă de timp. Acest lucru supără echilibrul la punctul normal de îngheț. Există mai multe molecule care se topesc decât molecule care îngheață, deci apa se topește. Cu toate acestea, dacă reduceți temperatura, apa va îngheța din nou. Prezența sării determină scăderea temperaturii de îngheț și continuă să scadă odată cu concentrația de sare până când soluția este saturată.
Sarea de piatră nu funcționează la fel de bine ca sarea de masă
Atât sarea de rocă, cât și sarea de masă au aceeași formulă chimică, NaCI, și ambele se dizolvă în apă. Principala diferență dintre ele este că granulele de sare de rocă sunt mai mari, deci nu se dizolvă la fel de repede. Când moleculele de apă înconjoară o granulă mare, ele îndepărtează treptat ionii de la suprafață și aceia ionii trebuie să se îndepărteze în soluție înainte ca moleculele de apă să poată contacta ionii mai adânc în interiorul granule. Acest proces se poate întâmpla atât de încet încât apa poate îngheța înainte ca toată sarea să se dizolve.
O altă problemă cu sarea de rocă este că este nerafinată și poate conține impurități insolubile. Aceste impurități se pot îndepărta în soluție, dar nu vor fi înconjurate de molecule de apă și nu afectează atracția pe care moleculele de apă o au una pentru cealaltă. În funcție de concentrația acestor impurități, există mai puțină sare disponibilă pe unitate de greutate, deoarece există în sarea de masă rafinată.