Normal donma noktasına yakın sıcaklıklarda her şey kesinlikle böyle görünse de, tuzun buzu erittiğini söylemek biraz yanlış olur. Tuzun suyun donma noktasını düşürdüğünü söylemek daha doğru olur ve bunu çözerek yapar. Bunu yapabilen sadece tuz değildir; suda çözünen herhangi bir madde donma noktasını düşürür. Buna kaya tuzu dahildir. Ancak, kaya tuzu granülleri sofra tuzu granüllerinden daha büyük olduğundan ve daha fazla çözünmeyen safsızlıklar içerdiğinden, aynı şekilde çözünmezler ve donma noktasını o kadar düşürmezler.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Kaya tuzu ve sofra tuzu, içinde çözülerek suyun donma noktasını düşürür. Kaya tuzu parçacıkları daha büyük olduğundan ve safsızlıklar içerdiğinden, kaya tuzu parçacıkları donma noktasını sofra tuzu kadar düşürmez.
Suda Çözünen Maddeler
Su molekülü polardır. Bir çift hidrojen atomu bir oksijen atomu ile H oluşturmak için bağlandığında2Ah, kendilerini asimetrik olarak düzenlerler, tıpkı meşhur Mickey Mouse kulakları gibi. Bu, moleküle bir tarafta net pozitif yük ve diğer tarafta negatif bir yük verir. Başka bir deyişle, her su molekülü küçük bir mıknatıs gibidir.
Bir maddenin suda çözünebilmesi için aynı zamanda polar bir molekül olması veya polar moleküllere dönüşebilme özelliği olması gerekir. Motor yağı ve benzini oluşturan büyük organik moleküller, çözünmeyen polar olmayan moleküllerin örnekleridir. Polar moleküller suya girdiğinde, onları çevreleyen ve onları çözeltiye taşıyan su moleküllerini çekerler.
Tuz, suda tamamen pozitif ve negatif iyonlara ayrıştığı için çok iyi çözünür. Çözeltiye ne kadar fazla tuz eklerseniz, onları çevreleyen su molekülü kalmayana kadar iyonların konsantrasyonu o kadar yüksek olur. Bu noktada çözelti doymuştur ve daha fazla tuz çözülemez.
Tuz Donma Noktasını Nasıl Etkiler?
Su donduğunda, su molekülleri sıvı halde kalmak için yeterli enerjiye sahip değildir ve aralarındaki elektrostatik çekim onları katı bir yapıya zorlar. Başka bir açıdan bakıldığında, su eridiğinde, moleküller onları katı bir yapıya bağlayan kuvvetlerden kaçmak için yeterli enerji kazanır. Normal donma noktasında (32 F veya 0 C), bu iki işlem arasında bir denge vardır. Katı hale giren molekül sayısı ile sıvı hale giren molekül sayısı aynıdır.
Tuz gibi çözünen maddeler moleküller arasında yer kaplar ve elektrostatik olarak onları ayrı tutmak için çalışır, bu da su moleküllerinin daha uzun süre sıvı halde kalmasını sağlar. Bu, normal donma noktasındaki dengeyi bozar. Eriyen moleküller donan moleküllerden daha fazladır, bu nedenle su erir. Ancak sıcaklığı düşürürseniz, su tekrar donacaktır. Tuzun varlığı, donma sıcaklığının düşmesine neden olur ve çözelti doyana kadar tuz konsantrasyonu ile azalmaya devam eder.
Kaya Tuzu, Sofra Tuzu Kadar İyi Çalışmaz
Hem kaya tuzu hem de sofra tuzu aynı kimyasal formüle sahiptir, NaCl ve her ikisi de suda çözünür. Aralarındaki temel fark, kaya tuzu granüllerinin daha büyük olmasıdır, bu nedenle o kadar hızlı çözülmezler. Su molekülleri büyük bir granülü çevrelediğinde, yüzeydeki iyonları yavaş yavaş soyarlar. Su molekülleri daha derindeki iyonlarla temasa geçmeden önce iyonların çözeltiye kayması gerekir. granül. Bu işlem o kadar yavaş gerçekleşebilir ki, tüm tuz çözülmeden su donabilir.
Kaya tuzu ile ilgili diğer bir problem, rafine edilmemiş olması ve çözünmeyen safsızlıklar içerebilmesidir. Bu safsızlıklar çözeltiye sürüklenebilir, ancak su molekülleri ile çevrili olmayacaklar ve su moleküllerinin birbirleri için sahip oldukları çekiciliği etkilemeyeceklerdir. Bu safsızlıkların konsantrasyonuna bağlı olarak, rafine sofra tuzunda olduğu gibi birim ağırlık başına daha az tuz bulunur.