•••Modfos/iStock/GettyImages
Kış buzu eritmek için yollara buz serpmek yaygın bir uygulamadır, ancak buz olmadığında şeker de kullanabilirsiniz. Aslında, suda çözünen herhangi bir maddeyi kullanabilirsiniz. Şeker tuz kadar işe yaramaz ve yol kenarındaki çamuru şekere çeviren tüm o yapışkan su sorunu var. Ancak suyun donma noktasını düşürdüğü için, dışarıdaki sıcaklık çok soğuk olmadığı sürece buz erir. Bunun olmasının nedeni, suda çözünen herhangi bir çözünen maddenin, su moleküllerinin katı bir formda birleşme kabiliyetine müdahale etmesidir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Şeker, su moleküllerine bağlanarak ve aralarında daha fazla boşluk oluşturarak suyun donma noktasını düşürür. Bu, onları sağlam bir yapıya bağlayan elektrostatik kuvvetlerin üstesinden gelmelerine yardımcı olur. Aynısı suda çözünen herhangi bir madde için de geçerlidir.
Su ve Buzdan
•••Jonathan Percy'nin Unsplash'taki fotoğrafı
Su buzun katı halindeyken, moleküller birbirleriyle hiçbirinin kaçacak enerjiye sahip olmadığı kristal bir yapıya bağlanır. Sıcaklık arttıkça, moleküller titreşim enerjisi ve hareket özgürlüğü kazanır. Kritik bir noktada, onları kristal bir yapıya bağlayan elektrostatik kuvvetlerden kurtulabilir ve sıvı halde daha özgürce hareket edebilirler. 32 derece Fahrenheit (0 santigrat derece) erime noktası olduğu için bu kritik noktayı iyi bilirsiniz.
Su sıvı haldeyken sıcaklığı düşürürseniz, moleküller enerji kaybeder ve sonunda kristal bir yapıda birleşir. Bu kritik sıcaklıkta, donma noktasında, moleküllerin elektrostatik bağlardan kaçmak için yeterli enerjisi yoktur. birbirlerine baskı uygularlar, bu yüzden kıştan kaçmak için bir araya toplanmış bir grup kedi gibi "uyuyan" bir duruma yerleşirler. soğuk. Yine, bunun olmasına neden olan, birbirlerine uyguladıkları elektrostatik çekim kuvvetleridir.
Biraz Şeker Ekleyin
•••Wavebreakmedia Ltd/Wavebreak Media/Getty Images
Suda çözülecek herhangi bir çözünen oldukça basit bir nedenden dolayı donma noktasını düşürür. Bir madde çözündüğünde, su molekülleri onu çevreler ve ona elektrostatik olarak bağlanır. Çözünen, su molekülleri arasında boşluk sağlar ve birbirlerine uyguladıkları çekimi azaltır. Sonuç olarak, hareket özgürlüklerini korumak için daha az enerjiye ihtiyaç duyarlar ve daha düşük sıcaklıklarda sıvı halde kalırlar.
Bu, çözünen parçacıkların tuzdaki sodyum ve klorür iyonları gibi tek tek iyonlar veya kimyasal formül C'ye sahip sakaroz (sofra şekeri) gibi büyük, karmaşık moleküller olup olmadığına bakılmaksızın gerçekleşir.12H22Ö11. Molekül başına 45 atomla şeker, su moleküllerini daha küçük, daha güçlü yüklü iyonlar kadar etkili bir şekilde ayırmaz, bu nedenle şekerin erime noktasını tuz kadar etkili bir şekilde düşürmez. Bir diğer ilgili neden, donma noktası üzerindeki etkinin çözünen maddenin hacmine bağlı olmasıdır. Şeker molekülleri tuz iyonlarından çok daha büyük olduğundan, belirli bir miktar suya daha azı sığar.
Şeker Buzu Gerçekten Eritmez
•••Vlad Turchenko/iStock/Getty Images
Şekerin buzu erittiğini söylemek biraz yanlış olur. Gerçekte olan, donma noktasını düşürmesidir, böylece su daha soğuk bir sıcaklıkta sıvı halde kalabilir. Bunu, su molekülleri arasında boşluk sağlayarak ve birbirlerine olan çekimlerini azaltarak yapar. 30 Fahrenheit'te (-1.1 santigrat derece) buza şeker atarsanız, buz erir, ancak sıcaklık düşerse su sonunda donar. Yeni donma noktası, saf suyunkinden daha düşük, ancak buza tuz atarsanız olacağından daha yüksek.