น้ำแข็งละลายเร็วขึ้นในน้ำหรือโซดาหรือไม่?

น้ำแข็งละลายในน้ำเร็วกว่าในโซดา เนื่องจากโซดามีโซเดียม (เกลือ) อยู่ และการเติมโซเดียมจะทำให้น้ำแข็งละลายช้ากว่าน้ำเปล่า เพื่อให้น้ำแข็งละลาย พันธะเคมีที่เชื่อมโมเลกุลของน้ำจะต้องแตก และพันธะที่แตกจะต้องใช้พลังงานเสมอ การเติมโซเดียมลงในสารละลายหมายความว่าต้องใช้พลังงานในการทำลายพันธะมากกว่าที่ใช้ในน้ำธรรมดา ซึ่งจะทำให้ละลายช้าลง

น้ำเป็นสารที่มีความสำคัญต่อชีวิตอย่างที่เราทราบ และคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ส่วนหนึ่งมาจาก ชนิดของพันธะเคมีที่ก่อตัวระหว่างอะตอมในโมเลกุลของน้ำและระหว่างโมเลกุลของน้ำเอง อะตอมของออกซิเจนและไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ซึ่งเป็นพันธะอ่อนที่แตกตัวและก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อโมเลกุลเคลื่อนที่ไปมา

โมเลกุลของน้ำมีความคล่องตัวสูงเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอที่เชื่อมเข้าด้วยกัน นี่คือสาเหตุที่น้ำเป็นของเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 32 องศาฟาเรนไฮต์ (และต่ำกว่า 212 องศาฟาเรนไฮต์ซึ่งจะกลายเป็นไอน้ำ) ยิ่งอุณหภูมิอุ่นขึ้นเท่าใด อะตอมในโมเลกุลก็จะยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 32 องศาฟาเรนไฮต์ อะตอมจะเคลื่อนที่ช้าลงจนในที่สุดจะ "หยุด" และตกผลึกเมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง

จุดหลอมเหลวคือจุดที่น้ำแข็งเปลี่ยนเฟสจากของแข็งเป็นของเหลว จุดหลอมเหลวของน้ำธรรมดาคือ 32 องศาฟาเรนไฮต์ แต่โซเดียมในโซดาหมายความว่าต้องเย็นกว่า 32 องศาฟาเรนไฮต์อย่างมีนัยสำคัญก่อนที่น้ำแข็งจะละลายในโซดา เนื่องจากโซเดียมลดจุดหลอมเหลวของน้ำแข็ง ซึ่งหมายความว่าสารละลายจะต้องเย็นลงก่อนที่น้ำแข็งจะละลาย

โซเดียมในโซดาจะลดจุดหลอมเหลวและทำให้น้ำแข็งละลายช้ากว่าน้ำธรรมดาเพราะว่าด้วยการเติม เกลือ (หรือสารใด ๆ ) มีโมเลกุลของน้ำอิสระน้อยกว่าที่สามารถสร้างพันธะร่วมกันและ "แช่แข็ง" เป็นน้ำแข็งตามอุณหภูมิ หยด ต้องนำความร้อนออกจากสารละลายเพื่อทำลายพันธะและน้ำแข็งละลาย ซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิของสารละลายทั้งหมดและจุดหลอมเหลวของน้ำแข็งในโซดา

ผู้คนที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็นอาจพบว่าเกลือทำให้จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งลดลงตามสัญชาตญาณ เนื่องจากถนนที่เค็มเป็นบรรทัดฐานในพื้นที่ที่มีหิมะตก แต่ในสภาพที่มีหิมะตก เกลือจะทำให้ถนนปลอดน้ำแข็ง ตามที่กล่าวไว้ในที่นี้ การเติมเกลือจะช่วยลดอุณหภูมิที่น้ำจะแข็งตัว ดังนั้นในที่ที่มีเกลือละลายหิมะจะคงสภาพเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำแทนที่จะเปลี่ยนเป็นน้ำแข็งและทำให้ถนนลื่น