Πώς λιώνει ο πάγος και το χιόνι

Εάν ζείτε σε μια περιοχή με κρύο και παγωμένο χειμώνα, πιθανότατα έχετε βιώσει αλάτι σε πεζοδρόμια και δρόμους. Αυτό συμβαίνει επειδή το αλάτι χρησιμοποιείται για να λιώσει τον πάγο και το χιόνι και να το αποτρέψει από το πάγωμα. Το αλάτι χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή σπιτικό παγωτό. Και στις δύο περιπτώσεις, το αλάτι μειώνει την τήξη ή το πάγωμα σημείο νερού. Το αποτέλεσμα ονομάζεται "κατάθλιψη σημείου πήξης."

Όταν προσθέτετε αλάτι στο νερό, εισάγετε διαλυμένα ξένα σωματίδια στο νερό. Το σημείο ψύξης του νερού γίνεται χαμηλότερο καθώς προστίθενται περισσότερα σωματίδια μέχρι το σημείο όπου το αλάτι σταματά να διαλύεται. Για ένα διάλυμα επιτραπέζιου αλατιού (χλωριούχο νάτριο, NaCl) σε νερό, αυτή η θερμοκρασία είναι -21 C (-6 F) υπό ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες. Στον πραγματικό κόσμο, σε ένα πραγματικό πεζοδρόμιο, το χλωριούχο νάτριο μπορεί να λιώσει τον πάγο μόνο στους -9 C (15 F).

Η κατάθλιψη του σημείου πήξης είναι μια συνεργική ιδιότητα του νερού. Μια συνεργική ιδιότητα είναι αυτή που εξαρτάται από τον αριθμό των σωματιδίων σε μια ουσία. Δείχνουν όλοι οι υγροί διαλύτες με διαλυμένα σωματίδια (διαλυτές ουσίες)

instagram viewer
συνεργατικές ιδιότητες. Άλλες συνεργικές ιδιότητες περιλαμβάνουν ανύψωση σημείου βρασμού, μείωση της πίεσης ατμών και οσμωτική πίεση.

Το χλωριούχο νάτριο δεν είναι το μόνο αλάτι που χρησιμοποιείται για την απόψυξη, ούτε είναι απαραίτητα η καλύτερη επιλογή. Το χλωριούχο νάτριο διαλύεται σε δύο τύπους σωματιδίων: ένα ιόν νατρίου και ένα ιόν χλωριδίου ανά μόριο χλωριούχου νατρίου. Μια ένωση που αποδίδει περισσότερα ιόντα σε ένα διάλυμα νερού θα μειώσει το σημείο πήξης του νερού περισσότερο από το αλάτι. Για παράδειγμα, χλωριούχο ασβέστιο (CaCl2) διαλύεται σε τρία ιόντα (ένα ασβέστιο και δύο χλωριούχα) και μειώνει το σημείο πήξης του νερού περισσότερο από το χλωριούχο νάτριο.

Εδώ είναι μερικές κοινές ενώσεις αποπάγωσης, καθώς και αυτές χημικοί τύποι, εύρος θερμοκρασίας, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

Ενώ ορισμένα άλατα είναι πιο αποτελεσματικά στην τήξη του πάγου από άλλα, αυτό δεν τα καθιστά απαραίτητα την καλύτερη επιλογή για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Το χλωριούχο νάτριο χρησιμοποιείται για τους κατασκευαστές παγωτού επειδή είναι φθηνό, εύκολα διαθέσιμο και μη τοξικό. Ωστόσο, το χλωριούχο νάτριο (NaCl) αποφεύγεται για αλάτισμα δρόμων και πεζοδρομίων, διότι το νάτριο μπορεί να συσσωρευτεί και να διαταράξει την ισορροπία των ηλεκτρολυτών στα φυτά και την άγρια ​​ζωή, ενώ μπορεί να διαβρώσει αυτοκίνητα. Το χλωριούχο μαγνήσιο λιώνει τον πάγο γρηγορότερα από το χλωριούχο νάτριο, αλλά προσελκύει υγρασία, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε λείες συνθήκες. Η επιλογή ενός αλατιού για τήξη του πάγου εξαρτάται από το κόστος, τη διαθεσιμότητα, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την τοξικότητα και την αντιδραστικότητα, εκτός από τη βέλτιστη θερμοκρασία του.