Сказать, что соль тает лед, немного неточно, хотя именно так все выглядит при температурах, близких к нормальной точке замерзания. Точнее сказать, что соль снижает температуру замерзания воды, и делает это путем растворения. Это может сделать не только соль; любое вещество, растворяющееся в воде, понижает точку замерзания. Это включает каменную соль. Однако, поскольку гранулы каменной соли больше, чем гранулы поваренной соли, и содержат больше нерастворимых примесей, они также не растворяются и не так сильно понижают температуру замерзания.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Каменная и поваренная соль понижают температуру замерзания воды, растворяясь в ней. Однако, поскольку частицы каменной соли больше и содержат примеси, частицы каменной соли не понижают температуру замерзания так сильно, как поваренная соль.
Вещества, растворяющиеся в воде
Молекула воды полярна. Когда пара атомов водорода связывается с атомом кислорода с образованием H2О, они располагаются асимметрично, как пресловутые уши Микки Мауса. Это дает молекуле чистый положительный заряд с одной стороны и отрицательный - с другой. Другими словами, каждая молекула воды похожа на крошечный магнит.
Чтобы вещество растворялось в воде, оно также должно быть полярной молекулой или должно быть способно распадаться на полярные молекулы. Большие органические молекулы, из которых состоят моторное масло и бензин, являются примерами неполярных молекул, которые не растворяются. Когда полярные молекулы попадают в воду, они притягивают молекулы воды, которые их окружают, и уносят их в раствор.
Соль растворяется так хорошо, потому что полностью распадается в воде на положительные и отрицательные ионы. Чем больше соли вы вводите в раствор, тем выше становится концентрация ионов до тех пор, пока молекулы воды не перестают их окружать. В этот момент раствор становится насыщенным, и соль больше не может растворяться.
Как соль влияет на точку замерзания
Когда вода замерзает, молекулам воды не хватает энергии, чтобы оставаться в жидком состоянии, и электростатическое притяжение между ними заставляет их образовывать твердую структуру. С другой стороны, когда вода тает, молекулы получают достаточно энергии, чтобы избежать сил, связывающих их в твердую структуру. При нормальной температуре замерзания (32 F или 0 C) между этими двумя процессами существует равновесие. Число молекул, переходящих в твердое состояние, такое же, как число молекул, переходящих в жидкое состояние.
Растворенные вещества, такие как соль, занимают пространство между молекулами и действуют электростатически, разделяя их, что позволяет молекулам воды оставаться в жидком состоянии в течение более длительного времени. Это нарушает равновесие при нормальной температуре замерзания. Тающих молекул больше, чем замерзающих, поэтому вода тает. Однако если понизить температуру, вода снова замерзнет. Присутствие соли вызывает снижение температуры замерзания, и она продолжает снижаться с увеличением концентрации соли до тех пор, пока раствор не станет насыщенным.
Каменная соль не работает так же хорошо, как столовая соль
И каменная, и поваренная соль имеют одинаковую химическую формулу - NaCl, и обе растворяются в воде. Основное различие между ними в том, что гранулы каменной соли больше, поэтому они не растворяются так быстро. Когда молекулы воды окружают большую гранулу, они постепенно удаляют ионы с поверхности, и те ионы должны уйти в раствор, прежде чем молекулы воды смогут контактировать с ионами глубже внутри гранула. Этот процесс может происходить так медленно, что вода может замерзнуть, прежде чем вся соль растворится.
Еще одна проблема каменной соли заключается в том, что она неочищенная и может содержать нерастворимые примеси. Эти примеси могут переходить в раствор, но они не будут окружены молекулами воды и не повлияют на притяжение молекул воды друг к другу. В зависимости от концентрации этих примесей на единицу веса доступно меньше соли, чем в рафинированной поваренной соли.