Зашто се шећер топи лед?

•••Модфос / иСтоцк / ГеттиИмагес

Уобичајена је пракса ширења леда на путевима за топљење зимског леда, али у одсуству леда могли бисте да користите и шећер. У ствари, могли бисте да користите било коју супстанцу која се раствара у води. Шећер не би дјеловао добро као сол, а ту је и проблем те све лепљиве воде која претвара гној у цести у тафну. Али пошто смањује тачку ледишта воде, лед би се топио, све док спољна температура није превише хладна. Разлог што се то дешава је тај што било која растворена растворљена супстанца растворена у води омета способност молекула воде да се спајају у чврсти облик.

ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)

Шећер смањује тачку смрзавања воде везујући се за молекуле воде и стварајући више простора између њих. То им помаже да савладају електростатичке силе које их вежу у чврсту структуру. Исто важи и за било коју супстанцу која се раствара у води.

•••Фото Јонатхан Перци на Унспласх

Када је вода у чврстом стању леда, молекули се међусобно везују у кристалну структуру из које нико од њих нема енергије да побегне. Како температура расте, молекули добијају вибрациону енергију и слободу кретања. У критичној тачки могу се ослободити електростатичких сила које их везују у кристалну структуру и слободније се кретати у течном стању. Ову критичну тачку добро знате, јер је тачка топљења на 32 степена Фахренхеита (0 степени Целзијуса).

Када је вода у течном стању, а ви снизите температуру, молекули губе енергију и на крају се спајају у кристалну структуру. На овој критичној температури, тачки смрзавања, молекули немају довољно енергије да избегну електростатичке везе напрежу једни друге, па се насељавају у "успаваном" стању попут групе мачака које се скупљају да би избегле зиму цхилл. Опет, то су електростатичке силе привлачења које оне врше једна на другу те које узрокују да се ово догоди.

•••Вавебреакмедиа Лтд / Вавебреак Медиа / Гетти Имагес

Било која растворена супстанца која ће се растворити у води смањује тачку смрзавања из прилично једноставног разлога. Када се супстанца раствори, молекули воде је окружују и електростатички се везују за њу. Растворена супстанца обезбеђује простор између молекула воде и смањује привлачност коју они врше једни према другима. Као резултат, потребно им је мање енергије да би одржали слободу кретања и остаће у течном стању на нижим температурама.

То се дешава без обзира да ли су растворене честице појединачни јони, попут јона натријума и хлорида у соли, или велики сложени молекули попут сахарозе (стони шећер), која има хемијску формулу Ц₁₂Х.₂₂О.₁₁. Са 45 атома по молекулу, шећер не раздваја молекуле воде толико ефикасно као мањи, јаче наелектрисани јони, због чега шећер не спушта тачку топљења толико ефикасно као сол. Други повезани разлог је тај што ефекат на тачку ледишта зависи од запремине растворене супстанце. Будући да су молекули шећера толико већи од јона соли, мање ће их стати у задату количину воде.

•••Влад Турченко / иСтоцк / Гетти Имагес

Мало је нетачно рећи да шећер топи лед. Оно што се заправо догађа је да смањује тачку ледишта, тако да вода може остати у течном стању на хладнијој температури. То чини обезбеђујући простор између молекула воде и смањујући њихову привлачност једни за друге. Ако бацате шећер на лед на 30 степени Фахренхеита (-1,1 степени Целзијуса), лед ће се топити, али ако температура падне нижа, вода ће се на крају смрзнути. Нова тачка смрзавања нижа је од тачке чисте воде, али виша него што би била када бисте бацили сол на лед.