Warum schmilzt Salz Eis? Wissenschaft davon, wie es funktioniert

Sie wissen, dass Sie Salz auf eine vereiste Straße oder einen vereisten Bürgersteig streuen können, um zu verhindern, dass es vereist. Aber wissen Sie, wie Salz Eis schmilzt? Schauen Sie sich die Gefrierpunktserniedrigung an, um zu verstehen, wie sie funktioniert.

Wichtige Tipps: Warum Salz Eis schmilzt

• Salz schmilzt Eis und verhindert ein erneutes Gefrieren, indem es den Gefrierpunkt von Wasser senkt. Dieses Phänomen wird als Gefrierpunktserniedrigung bezeichnet.
• Der Arbeitstemperaturbereich ist nicht bei allen Salzarten gleich. Beispielsweise senkt Calciumchlorid den Gefrierpunkt stärker als Natriumchlorid.
• Zusätzlich zum Schmelzen des Eises kann die Gefrierpunkterniedrigung verwendet werden, um Eiscreme ohne Gefrierschrank herzustellen.

Salz-, Eis- und Gefrierpunkt-Depression

Salz schmilzt Eis im Wesentlichen, weil die Zugabe von Salz den Gefrierpunkt des Wassers senkt. Wie schmilzt dieses Eis? Nun, es tut es nicht, es sei denn, mit dem Eis ist etwas Wasser verfügbar. Die gute Nachricht ist, dass Sie keinen Wasserbecken benötigen, um den Effekt zu erzielen. Eis ist normalerweise mit einem dünnen Film aus flüssigem Wasser überzogen, was alles ist, was es braucht.

Reines Wasser gefriert bei 0 ° C. Wasser mit Salz (oder einer anderen Substanz darin) gefriert bei einer niedrigeren Temperatur. Wie niedrig diese Temperatur sein wird, hängt vom Enteisungsmittel ab. Wenn Sie Salz in einer Situation auf Eis legen, in der die Temperatur nie den neuen Gefrierpunkt der Salzwasserlösung erreicht, werden Sie keinen Nutzen sehen. Wenn Sie beispielsweise Tafelsalz (Natriumchlorid) bei 0 ° F auf Eis werfen, reicht es nicht aus, das Eis mit einer Schicht Salz zu bedecken. Wenn Sie jedoch dasselbe Salz bei 15 ° F auf Eis legen, kann das Salz ein erneutes Gefrieren des schmelzenden Eises verhindern. Magnesiumchlorid arbeitet bis zu 5 ° F, während Calciumchlorid bis zu -20 ° F arbeitet.

Wenn die Temperatur so niedrig ist, dass das Salzwasser gefrieren kann, wird Energie freigesetzt, wenn sich Bindungen bilden, während die Flüssigkeit fest wird. Diese Energie kann ausreichen, um eine kleine Menge des reinen Eises zu schmelzen und den Prozess am Laufen zu halten.

Verwenden Sie Salz, um Eis zu schmelzen (Aktivität) 

Sie können die Wirkung einer Gefrierpunktserniedrigung selbst dann nachweisen, wenn Sie keinen eisigen Bürgersteig zur Hand haben. Eine Möglichkeit besteht darin, Ihr eigenes Eis in einem Beutel zuzubereiten, in dem das Hinzufügen von Salz zu Wasser eine Mischung ergibt, die so kalt ist, dass Ihre Leckerei einfrieren kann. Wenn Sie nur ein Beispiel sehen möchten, wie kaltes Eis und Salz werden können, mischen Sie 33 Unzen gewöhnliches Tafelsalz mit 100 Unzen zerstoßenem Eis oder Schnee. Achtung! Die Mischung hat eine Temperatur von -21 ° C (-6 ° F), die kalt genug ist, um Erfrierungen zu verursachen, wenn Sie sie zu lange halten.

Das Speisesalz löst sich in Wasser in Natrium- und Chloridionen auf. Zucker löst sich in Wasser, dissoziiert aber nicht in Ionen. Wie würde sich die Zugabe von Zucker zu Wasser auf den Gefrierpunkt auswirken? Können Sie ein Experiment entwerfen, um Ihre Hypothese zu testen??

Jenseits von Salz und Wasser

Das Aufbringen von Salz auf Wasser ist nicht die einzige Zeit, in der eine Gefrierpunktserniedrigung auftritt. Jedes Mal, wenn Sie einer Flüssigkeit Partikel hinzufügen, senken Sie den Gefrierpunkt und erhöhen den Siedepunkt. Ein weiteres gutes Beispiel für eine Gefrierpunktserniedrigung ist Wodka. Wodka enthält sowohl Ethanol als auch Wasser. Normalerweise gefriert Wodka in der Tiefkühltruhe nicht. Der Alkohol im Wasser senkt den Gefrierpunkt des Wassers.

Quellen

• Atkins, Peter (2006). Atkins 'physikalische Chemie. Oxford University Press. S. 150-153. ISBN 0198700725.
• Petrucci, Ralph H .; Harwood, William S .; Herring, F. Geoffrey. Allgemeine Chemie (8. Aufl.). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.