Perché il sale si scioglie nel ghiaccio? Scienza di come funziona

Sai che puoi cospargere il sale su una strada ghiacciata o un marciapiede per evitare che diventi ghiacciato, ma sai come il sale scioglie il ghiaccio? Dai un'occhiata alla depressione del punto di congelamento per capire come funziona.

Key Takeaways: Why Salt Melts Ice

• Il sale scioglie il ghiaccio e aiuta a prevenire il congelamento abbassando il punto di congelamento dell'acqua. Questo fenomeno si chiama depressione del punto di congelamento.
• L'intervallo di temperatura di lavoro non è lo stesso per tutti i tipi di sale. Ad esempio, il cloruro di calcio abbassa il punto di congelamento più del cloruro di sodio.
• Oltre a sciogliere il ghiaccio, la depressione del punto di congelamento può essere utilizzata per fare un gelato senza congelatore.

Depressione di sale, ghiaccio e punto di congelamento

Il sale fonde il ghiaccio essenzialmente perché l'aggiunta di sale abbassa il punto di congelamento dell'acqua. Come si scioglie il ghiaccio? Bene, a meno che non ci sia un po 'd'acqua disponibile con il ghiaccio. La buona notizia è che non è necessario uno specchio d'acqua per ottenere l'effetto. Il ghiaccio è in genere ricoperto da un sottile film di acqua liquida, che è tutto ciò che serve.

L'acqua pura si congela a 0 ° C (32 ° F). L'acqua con sale (o qualsiasi altra sostanza al suo interno) si congela a una temperatura più bassa. Quanto sarà bassa questa temperatura dipende dall'agente antigelo. Se metti il ​​sale sul ghiaccio in una situazione in cui la temperatura non raggiungerà mai il nuovo punto di congelamento della soluzione di acqua salata, non vedrai alcun beneficio. Ad esempio, lanciare sale da tavola (cloruro di sodio) sul ghiaccio quando è 0 ° F non farà altro che rivestire il ghiaccio con uno strato di sale. D'altra parte, se si mette lo stesso sale sul ghiaccio a 15 ° F, il sale sarà in grado di impedire il congelamento del ghiaccio che si scioglie. Il cloruro di magnesio funziona fino a 5 ° F mentre il cloruro di calcio funziona fino a -20 ° F.

Se la temperatura scende al punto in cui l'acqua salata può congelare, l'energia verrà rilasciata quando si formano i legami quando il liquido diventa solido. Questa energia può essere sufficiente per sciogliere una piccola quantità di ghiaccio puro, mantenendo il processo in corso.

Usa il sale per sciogliere il ghiaccio (attività) 

Puoi dimostrare tu stesso l'effetto della depressione del punto di congelamento, anche se non hai un marciapiede ghiacciato a portata di mano. Un modo è quello di preparare il tuo gelato in un bagaglio, dove l'aggiunta di sale all'acqua produce una miscela così fredda da congelare il trattamento. Se vuoi solo vedere un esempio di come può ottenere il ghiaccio freddo più il sale, mescola 33 once di normale sale da tavola con 100 once di ghiaccio tritato o neve. Stai attento! La miscela sarà di circa -6 ° F (-21 ° C), che è abbastanza fredda da darti il ​​congelamento se la tieni troppo a lungo.

Il sale da tavola si dissolve in ioni sodio e cloruro in acqua. Lo zucchero si dissolve in acqua, ma non si dissocia in nessun ione. Quale effetto pensi che l'aggiunta di zucchero all'acqua avrebbe sul suo punto di congelamento? Puoi progettare un esperimento per testare la tua ipotesi?

Oltre sale e acqua

Mettere il sale sull'acqua non è l'unica volta in cui si verifica la depressione del punto di congelamento. Ogni volta che aggiungi particelle a un liquido, abbassi il suo punto di congelamento e aumenti il ​​suo punto di ebollizione. Un altro buon esempio di depressione da punto di congelamento è la vodka. La vodka contiene sia etanolo che acqua. Di solito, la vodka non si congela in un congelatore domestico. L'alcool nell'acqua abbassa il punto di congelamento dell'acqua.

fonti

• Atkins, Peter (2006). Chimica fisica di Atkins. La stampa dell'università di Oxford. pp. 150-153. ISBN 0198700725.
• Petrucci, Ralph H .; Harwood, William S .; Herring, F. Geoffrey (2002). Chimica generale (8 ° ed.). Prentice-Hall. p. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.