เกลือสินเธาว์ เกลือแกงเพื่อละลายน้ำแข็ง

ค่อนข้างจะไม่ถูกต้องนักที่จะบอกว่าเกลือละลายน้ำแข็ง แม้ว่าจะเป็นสิ่งที่ปรากฏขึ้นที่อุณหภูมิใกล้กับจุดเยือกแข็งปกติก็ตาม พูดได้ถูกต้องกว่าที่จะบอกว่าเกลือลดจุดเยือกแข็งของน้ำ และทำได้โดยการละลาย ไม่ใช่แค่เกลือเท่านั้นที่ทำได้ สารใด ๆ ที่ละลายในน้ำจะลดจุดเยือกแข็ง ซึ่งรวมถึงเกลือสินเธาว์ด้วย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเม็ดเกลือสินเธาว์มีขนาดใหญ่กว่าเม็ดเกลือแกงและมีสารเจือปนที่ไม่ละลายน้ำมากกว่า จึงไม่ละลายเช่นกันและไม่ลดจุดเยือกแข็งลงมากนัก

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เกลือสินเธาว์และเกลือแกงช่วยลดจุดเยือกแข็งของน้ำโดยการละลายในนั้น เนื่องจากอนุภาคเกลือสินเธาว์มีขนาดใหญ่กว่าและมีสิ่งเจือปนอยู่ ถึงแม้ว่าอนุภาคของเกลือสินเธาว์จะไม่ลดจุดเยือกแข็งลงมากเท่ากับเกลือแกง

โมเลกุลของน้ำมีขั้ว เมื่ออะตอมไฮโดรเจนคู่หนึ่งพันธะกับอะตอมออกซิเจนเพื่อสร้าง H₂โอ้พวกเขาจัดตัวเองไม่สมมาตรเหมือนหูมิกกี้เมาส์ที่เลื่องลือ สิ่งนี้ทำให้โมเลกุลมีประจุบวกสุทธิด้านหนึ่งและประจุลบอีกด้านหนึ่ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลเปรียบเสมือนแม่เหล็กขนาดเล็ก

สารที่จะละลายในน้ำนั้นจะต้องเป็นโมเลกุลที่มีขั้วด้วยหรือจะต้องสามารถแตกตัวเป็นโมเลกุลมีขั้วได้ โมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ที่ประกอบเป็นน้ำมันเครื่องและน้ำมันเบนซินเป็นตัวอย่างของโมเลกุลที่ไม่มีขั้วซึ่งจะไม่ละลาย เมื่อโมเลกุลของขั้วเข้าสู่น้ำ พวกมันจะดึงดูดโมเลกุลของน้ำซึ่งล้อมรอบพวกมันและนำพวกมันออกไปเป็นสารละลาย

เกลือละลายได้ดีเพราะแยกตัวออกเป็นไอออนบวกและลบในน้ำ ยิ่งคุณใส่เกลือลงในสารละลายมากเท่าใด ความเข้มข้นของไอออนก็จะยิ่งสูงขึ้นจนไม่มีโมเลกุลของน้ำเหลืออยู่รอบๆ เมื่อถึงจุดนั้น สารละลายจะอิ่มตัว และเกลือไม่สามารถละลายได้อีก

เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง โมเลกุลของน้ำจะมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะคงอยู่ในสถานะของเหลว และแรงดึงดูดจากไฟฟ้าสถิตระหว่างโมเลกุลเหล่านี้จะบังคับให้พวกมันกลายเป็นโครงสร้างที่เป็นของแข็ง เมื่อมองในอีกแง่หนึ่ง เมื่อน้ำละลาย โมเลกุลจะได้รับพลังงานมากพอที่จะหนีจากแรงที่ผูกมัดพวกมันให้กลายเป็นโครงสร้างที่แข็งแรง ที่จุดเยือกแข็งปกติ (32 F หรือ 0 C) มีความสมดุลระหว่างกระบวนการทั้งสองนี้ จำนวนโมเลกุลที่เข้าสู่สถานะของแข็งเท่ากับจำนวนที่เข้าสู่สถานะของเหลว

ตัวถูกละลาย เช่น เกลือจะกินพื้นที่ระหว่างโมเลกุลและทำงานแบบไฟฟ้าสถิตเพื่อให้แยกออกจากกัน ซึ่งช่วยให้โมเลกุลของน้ำคงอยู่ในสถานะของเหลวได้นานขึ้น ซึ่งทำให้เสียสมดุลที่จุดเยือกแข็งปกติ มีโมเลกุลที่หลอมละลายมากกว่าที่มีโมเลกุลที่ถูกแช่แข็ง ดังนั้นน้ำจึงละลาย อย่างไรก็ตาม หากคุณลดอุณหภูมิลง น้ำก็จะแข็งตัวอีกครั้ง การปรากฏตัวของเกลือทำให้อุณหภูมิการแช่แข็งลดลง และยังคงลดลงตามความเข้มข้นของเกลือจนกว่าสารละลายจะอิ่มตัว

ทั้งเกลือสินเธาว์และเกลือแกงมีสูตรทางเคมีเหมือนกันคือ NaCl และทั้งสองละลายในน้ำ ความแตกต่างหลักระหว่างพวกเขาคือเม็ดเกลือสินเธาว์มีขนาดใหญ่กว่า จึงไม่ละลายเร็ว เมื่อโมเลกุลของน้ำล้อมรอบเม็ดขนาดใหญ่ พวกมันจะค่อยๆ ดึงไอออนออกจากพื้นผิว และสิ่งเหล่านี้ ไอออนจะต้องลอยออกไปในสารละลายก่อนที่โมเลกุลของน้ำจะสัมผัสกับไอออนที่อยู่ลึกลงไปในตัว เม็ด กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ช้ามากจนน้ำอาจกลายเป็นน้ำแข็งก่อนที่เกลือจะละลายหมด

ปัญหาอีกประการหนึ่งของเกลือสินเธาว์คือเกลือนั้นไม่บริสุทธิ์และอาจมีสิ่งสกปรกที่ไม่ละลายน้ำ สิ่งเจือปนเหล่านี้อาจลอยออกไปเป็นสารละลาย แต่จะไม่ถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำ และไม่ส่งผลต่อแรงดึงดูดที่โมเลกุลของน้ำมีต่อกัน ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสิ่งเจือปนเหล่านี้ มีเกลือน้อยกว่าต่อหน่วยน้ำหนักเนื่องจากมีในเกลือแกงที่กลั่นแล้ว