Када су путеви прекривени леденим покривачем, што уобичајеним аутомобилима представља потенцијалну опасност, коришћење обичне соли за покривање путева раствара лед. Али зашто ово функционише? А не би ли и шећер, такође бело, кристално једињење, које је тешко разликовати од соли без кушања, такође добро функционисао?
Експеримент
Ставите три бочице у замрзивач за кућу, једну са водом из славине, другу са засићеним раствором соли и трећу са засићеним раствором шећера. Вода из славине се смрзава како се очекивало. Шећерна вода постаје бљузгава са смрзнутим мрљама, али слана вода се уопште неће смрзнути. Овај феномен показује депресију тачке смрзавања.
Депресија тачке смрзавања
Депресија тачке смрзавања односи се на запажање да чиста супстанца (тј. Вода) има одређену тачку топљења / смрзавања (0 ° Ц), али додатак нечистоће (тј. соли, шећера), као и снижавањем ове температуре, такође је шири, па долази до мање одређеног, дифузнијег топљења / смрзавања тачка. Што је већа количина нечистоће, нижа је тачка топљења / смрзавања. Другим речима, депресија тачке смрзавања је колигативно својство. А што се тиче колигативних својстава раствора, битан је број молекула растворене супстанце, а не врста растворене супстанце, Упоређујући два раствора, од којих сваки садржи исту количину соли или шећера, раствор соли ће смањити тачку смрзавања даље. То је зато што 1 грам соли садржи више молекула соли него што 1 г шећера садржи молекуле шећера.
Концентрација растворене супстанце
Хемичари користе кртице, јединицу која је по броју једнака молекулској тежини (мереној у далтонима) супстанце, али у грамима, за припрему раствора са одређеним бројем молекула растворене супстанце. Крт једне супстанце има тачно једнак број молекула као крт било које друге супстанце. Стони шећер (сахароза), Ц12Х22О11, има молекулску тежину од 342 далтона. Да бисте добили један мол сахарозе, измерите 342г. Стона со, НаЦл, има молекулску тежину 58 далтона. Да бисте добили један мол соли, измерите 58г. Приметите да вам је потребно готово шест пута више сахарозе да бисте добили исти број молекула у једном молу соли.
Равнотежа леда и воде
У нормалним условима, чврста вода је у равнотежи са течном водом при свом стандардном смрзавању температура од 0'Ц, што значи да ће вода постојати задовољно или као течност или као чврста супстанца и почеће да се топи или замрзнути. Из овог разлога лед је прекривен танким слојем воде. Молекули у чврстој фази непрекидно тргују местима са молекулима у течној фази. Овакво понашање воде омогућава употребу соли за топљење леда.
Топљење леда
Сол посута ледом прекривеним путевима раствара се у филму воде који прекрива лед, стварајући решење више на тачки смрзавања. Чврсти молекули путују у течну фазу, али се више не враћају у чврсту. Балансирајте савете према течној фази, све више молекула се налази у раствору и тако топи лед.