Tuz Buzu Neden Şekerden Daha Hızlı Eritir?

Yollar bir buz örtüsüyle kaplandığında, sıradan bir araba yolculuğunu potansiyel bir tehlike haline getirdiğinde, yolları kaplamak için ortak tuz kullanmak buzu çözer. Ama bu neden işe yarıyor? Ve yine beyaz, kristalimsi bir bileşik olan ve tadına bakmadan tuzdan ayırt edilmesi zor olan şeker de işe yaramaz mı?

Üç şişeyi bir ev tipi dondurucuya yerleştirin, biri musluk suyu, ikincisi doymuş tuz çözeltisi ve üçüncüsü doymuş şeker çözeltisi içerir. Musluk suyunun beklendiği gibi donduğunu göreceksiniz. Şekerli su donmuş yamalar ile sulu hale gelir, ancak tuzlu su hiç donmaz. Bu fenomen donma noktası depresyonunu gösterir.

Donma noktası depresyonu, saf bir maddenin (yani suyun) belirli bir erime/donma noktasına (0'C) sahip olduğu, ancak bir safsızlığın (yani tuz, şeker) yanı sıra bu sıcaklığın düşürülmesi de onu yayar, böylece daha az kesin, daha dağınık bir erime/donma olur. nokta. Safsızlığın miktarı ne kadar büyük olursa, erime/donma noktası o kadar düşük olur. Başka bir deyişle, donma noktası depresyonu kolligatif bir özelliktir. Çözümlerin koligatif özellikleri söz konusu olduğunda, önemli olan çözünenin türü değil, çözünen moleküllerinin sayısıdır. Her biri aynı miktarda tuz veya şeker içeren iki çözeltiyi karşılaştırırken, tuz çözeltisi donma noktasını düşürür. Daha ileri. Bunun nedeni, 1 gram tuzun, 1 gram şekerin şeker molekülleri içerdiğinden daha fazla tuz molekülü içermesidir.

Kimyacılar, belirli sayıda çözünen molekül içeren bir çözelti hazırlamak için, bir maddenin moleküler ağırlığına (dalton cinsinden ölçülür) sayı olarak eşit, ancak gram cinsinden bir birim olan mol kullanır. Bir maddenin bir molü, diğer herhangi bir maddenin bir molü ile tam olarak aynı sayıda moleküle sahiptir. Sofra şekeri (sakaroz), C12H22O11, 342 dalton moleküler ağırlığa sahiptir. Bir mol sakaroz elde etmek için 342 g tartın. Sofra tuzu, NaCl, 58 dalton moleküler ağırlığa sahiptir. Bir mol tuz elde etmek için 58 gr tartın. Bir mol tuzda aynı sayıda molekül elde etmek için neredeyse altı kat daha fazla sükroza ihtiyacınız olduğuna dikkat edin.

Normal koşullar altında, katı su, standart donma noktasında sıvı su ile dengededir. 0'C sıcaklık, yani su, sıvı veya katı olarak memnuniyetle var olacak ve erimeye başlayacak veya dondurun. Bu nedenle buz ince bir su tabakası ile kaplanmıştır. Katı fazdaki moleküller, sıvı fazdaki moleküllerle sürekli yer değiştirir. Suyun bu davranışı, buzu eritmek için tuzun kullanılmasını mümkün kılar.

Buzla kaplı yollara serpilen tuz, buzu kaplayan su filminde çözülür ve artık donma noktasında olmayan bir çözelti oluşturur. Katı moleküller sıvı faza geçerler, ancak artık katı hale dönüşmezler. Uçları sıvı faza doğru dengeleyin, gittikçe daha fazla molekül kendilerini çözeltide bulur ve böylece buzu eritir.