Трохи неточно стверджувати, що сіль плавить лід, хоча це точно так виглядає при температурах, близьких до нормальної точки замерзання. Точніше сказати, що сіль знижує температуру замерзання води, і це робиться шляхом розчинення. Це може зробити не тільки сіль; будь-яка речовина, яка розчиняється у воді, знижує температуру замерзання. Сюди входить кам’яна сіль. Однак, оскільки гранули кам’яної солі більші за гранули кухонної солі і містять більше нерозчинних домішок, вони не так добре розчиняються і не знижують температуру замерзання настільки.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Каменна сіль і кухонна сіль знижують температуру замерзання води, розчиняючись у ній. Оскільки частинки кам’яної солі більші і містять домішки, проте частинки кам’яної солі не знижують температуру замерзання настільки, як кухонна сіль.
Речовини, що розчиняються у воді
Молекула води полярна. Коли пара атомів водню зв’язується з атомом кисню, утворюючи Н2О, вони розташовують себе асиметрично, як прислів'я Міші Мауса вуха. Це дає молекулі чистий позитивний заряд з одного боку і негативний заряд з іншого. Іншими словами, кожна молекула води схожа на крихітний магніт.
Щоб речовина розчинялася у воді, вона також повинна бути полярною молекулою, або вона повинна бути здатною розпадатися на полярні молекули. Великі органічні молекули, що утворюють моторне масло і бензин, є прикладами неполярних молекул, які не розчиняються. Коли полярні молекули потрапляють у воду, вони залучають молекули води, які їх оточують і виводять у розчин.
Сіль так добре розчиняється, оскільки повністю дисоціює на позитивні та негативні іони у воді. Чим більше солі ви вводите в розчин, тим вищою стає концентрація іонів, поки не залишиться молекул води, що оточують їх. У цей момент розчин насичується, і більше ніякої солі не може розчинитися.
Як сіль впливає на температуру замерзання
Коли вода замерзає, молекулам води не вистачає енергії, щоб залишатися в рідкому стані, і електростатичне притягання між ними змушує їх перетворитися на тверду структуру. Подивившись на інший спосіб, коли вода тане, молекули отримують достатньо енергії, щоб уникнути сил, що зв’язують їх у тверду структуру. При нормальній температурі замерзання (32 F або 0 C) існує рівновага між цими двома процесами. Кількість молекул, що потрапляють у твердий стан, така ж, як і кількість, що переходить у рідкий стан.
Такі розчинені речовини, як сіль, займають простір між молекулами і працюють електростатично, щоб утримувати їх окремо, що дозволяє молекулам води довше залишатися в рідкому стані. Це порушує рівновагу в нормальній точці замерзання. Молекул плавиться більше, ніж молекул, які замерзають, тому вода тане. Однак якщо знизити температуру, вода знову замерзне. Наявність солі призводить до зниження температури замерзання, і вона продовжує знижуватися з концентрацією солі, поки розчин не насититься.
Кам’яна сіль працює не так добре, як кухонна сіль
І кам'яна сіль, і кухонна сіль мають однакову хімічну формулу NaCl, і обидві розчиняються у воді. Головна відмінність між ними полягає в тому, що гранули кам’яної солі більше, тому вони не так швидко розчиняються. Коли молекули води оточують великі гранули, вони поступово позбавляють іонів від поверхні, і ті іони повинні відійти в розчин, перш ніж молекули води можуть контактувати з іонами глибше всередині гранула. Цей процес може відбуватися настільки повільно, що вода може замерзнути до того, як вся сіль розчиниться.
Ще одна проблема кам’яної солі полягає в тому, що вона нерафінована і може містити нерозчинні домішки. Ці домішки можуть дрейфувати в розчині, але вони не будуть оточені молекулами води і не впливатимуть на привабливість молекул води одна до одної. Залежно від концентрації цих домішок на одиницю ваги доступно менше солі, ніж у рафінованій кухонній солі.