Je trochu nepresné tvrdiť, že soľ topí ľad, aj keď tak sa veci určite vyskytujú pri teplotách blízkych normálnemu bodu mrazu. Presnejšie je povedať, že soľ znižuje bod tuhnutia vody a robí to rozpustením. Nie je to len soľ, ktorá to dokáže; akákoľvek látka, ktorá sa rozpúšťa vo vode, znižuje bod tuhnutia. To zahŕňa kamennú soľ. Pretože sú však granule kamennej soli väčšie ako granule kuchynskej soli a obsahujú viac nerozpustných nečistôt, nerozpúšťajú sa tak dobre a neznižujú toľko bod mrazu.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Kamenná soľ a kuchynská soľ znižujú teplotu tuhnutia vody tak, že v nej rozpustia. Pretože častice kamennej soli sú väčšie a obsahujú nečistoty, častice kamennej soli neznižujú bod tuhnutia tak dobre ako kuchynská soľ.
Látky, ktoré sa rozpúšťajú vo vode
Molekula vody je polárna. Keď sa pár atómov vodíka spája s atómom kyslíka za vzniku H2Ó, usporiadajú sa asymetricky, ako povestné uši Mickey Mouse. To dáva molekule čistý kladný náboj na jednej strane a negatívny náboj na druhej strane. Inými slovami, každá molekula vody je ako malý magnet.
Aby sa látka mohla rozpustiť vo vode, musí to byť tiež polárna molekula alebo musí byť schopná rozpadu na polárne molekuly. Veľké organické molekuly, ktoré tvoria motorový olej a benzín, sú príkladmi nepolárnych molekúl, ktoré sa nerozpustia. Keď sa polárne molekuly dostanú do vody, priťahujú molekuly vody, ktoré ich obklopujú a odnášajú ich do roztoku.
Soľ sa tak dobre rozpúšťa, pretože sa vo vode úplne disociuje na pozitívne a negatívne ióny. Čím viac soli pridáte do roztoku, tým vyššia bude koncentrácia iónov, kým nezostanú molekuly vody, ktoré by ich obklopili. V tom okamihu je roztok nasýtený a už sa nemôže rozpustiť žiadna soľ.
Ako soľ ovplyvňuje bod mrazu
Keď voda zamrzne, molekuly vody nemajú dostatok energie na to, aby zostali v tekutom stave, a elektrostatická príťažlivosť medzi nimi ich prinúti vytvoriť pevnú štruktúru. Z iného pohľadu, keď sa voda topí, molekuly získavajú dostatok energie na to, aby unikli silám, ktoré ich viažu, do pevnej štruktúry. Pri normálnom bode tuhnutia (32 ° F alebo 0 ° C) existuje rovnováha medzi týmito dvoma procesmi. Počet molekúl vstupujúcich do tuhého stavu je rovnaký ako počet vstupujúcich do kvapalného skupenstva.
Rozpúšťané látky ako soľ zaberajú priestor medzi molekulami a pôsobia elektrostaticky na ich oddelenie, čo umožňuje molekulám vody zostať v tekutom stave po dlhšiu dobu. To naruší rovnováhu v normálnom bode mrazu. Taví sa viac molekúl, ako je tu molekúl, ktoré mrznú, takže sa voda topí. Ak však znížite teplotu, voda opäť zamrzne. Prítomnosť soli spôsobuje, že teplota tuhnutia klesá a s koncentráciou soli klesá, až kým nie je roztok nasýtený.
Kamenná soľ nefunguje tak dobre ako kuchynská soľ
Kamenná aj kuchynská soľ majú rovnaký chemický vzorec NaCl a obe sa rozpúšťajú vo vode. Hlavný rozdiel medzi nimi je v tom, že granule kamennej soli sú väčšie, takže sa nerozpúšťajú tak rýchlo. Keď molekuly vody obklopia veľkú granulu, postupne z povrchu oddeľujú ióny a tie ióny sa musia odlúčiť od roztoku skôr, ako sa molekuly vody môžu dotknúť iónov hlbšie vo vnútri granula. Tento proces môže prebiehať tak pomaly, že voda môže zamrznúť skôr, ako sa rozpustí všetka soľ.
Ďalším problémom kamennej soli je, že nie je rafinovaná a môže obsahovať nerozpustné nečistoty. Tieto nečistoty sa môžu odvíjať do roztoku, ale nebudú obklopené molekulami vody a neovplyvňujú vzájomnú príťažlivosť molekúl vody. V závislosti od koncentrácie týchto nečistôt je k dispozícii menej soli na jednotku hmotnosti, ako je to v rafinovanej kuchynskej soli.