Fusione di neve e ghiaccio con sale
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Se vivi in una zona con un inverno freddo e gelido, probabilmente hai sperimentato sale su marciapiedi e strade. Questo perché il sale viene utilizzato per sciogliere il ghiaccio e la neve e impedirne il ricongelamento. Il sale è anche usato per fare il gelato artigianale. In entrambi i casi, il sale agisce abbassando il punto di fusione o di congelamento dell'acqua. L'effetto è chiamato "depressione del punto di congelamento".
Come funziona la depressione del punto di congelamento
Quando aggiungi sale all'acqua, introduci nell'acqua particelle estranee disciolte. Il punto di congelamento dell'acqua si abbassa man mano che vengono aggiunte più particelle fino al punto in cui il sale smette di dissolversi. Per una soluzione di sale da cucina (cloruro di sodio, NaCl) in acqua, questa temperatura è di -21 ° C (-6 ° F) in condizioni di laboratorio controllate. Nel mondo reale, su un vero marciapiede, il cloruro di sodio può sciogliere il ghiaccio solo fino a circa -9 C (15 F).
Proprietà colligative
La depressione del punto di congelamento è una proprietà colligativa dell'acqua. Una proprietà colligativa è una proprietà che dipende dal numero di particelle in una sostanza. Tutti i solventi liquidi con particelle disciolte (soluti) dimostrano proprietà colligative. Altre proprietà colligative includono elevazione del punto di ebollizione, abbassamento della pressione di vapore e pressione osmotica.
Più particelle significano più potere di fusione
Il cloruro di sodio non è l'unico sale utilizzato per lo sbrinamento, né è necessariamente la scelta migliore. Il cloruro di sodio si dissolve in due tipi di particelle: uno ione sodio e uno ione cloruro per molecola di cloruro di sodio. Un composto che produce più ioni in una soluzione acquosa abbasserebbe il punto di congelamento dell'acqua più del sale. Ad esempio, cloruro di calcio (CaCl2) si dissolve in tre ioni (uno di calcio e due di cloruro) e abbassa il punto di congelamento dell'acqua più del cloruro di sodio.
Sali usati per sciogliere il ghiaccio
Ecco alcuni composti antigelo comuni, nonché le loro formule chimiche, intervallo di temperatura, vantaggi e svantaggi:
| Nome | Formula | Temp. Pratica più bassa | Professionisti | Contro |
| Solfato d'ammonio | (NH4)2COSÌ4 | -7 C. (20 F) | Fertilizzante | Danneggia il calcestruzzo |
| Cloruro di calcio | CaCl2 | -29 C (-20 F) | Sciogli il ghiaccio più velocemente del cloruro di sodio | Attira l'umidità, le superfici scivolose sotto -18 ° C (0 ° F) |
| Calcio acetato di magnesio (CMA) | Carbonato di calcio CaCO3, carbonato di magnesio MgCO3, e acido acetico CH3COOH | -9 C (15 F) | Più sicuro per calcestruzzo e vegetazione | Funziona meglio per prevenire il re-icing rispetto a come rimuovi ghiaccio |
| Cloruro di magnesio | MgCl2 | -15 C. (5 F) | Sciogli il ghiaccio più velocemente del cloruro di sodio | Attira l'umidità |
| Acetato di potassio | CH3CUCINARE | -9 C (15 F) | Biodegradabile | Corrosivo |
| Cloruro di potassio | KCl | -7 C. (20 F) | Fertilizzante | Danneggia il calcestruzzo |
| Cloruro di sodio (salgemma, halite) | NaCl | -9 C (15 F) | Mantiene asciutti i marciapiedi | Corrosivo, danni a calcestruzzo e vegetazione |
| Urea | NH2CONH2 | -7 C. (20 F) | Fertilizzante | Il grado agricolo è corrosivo |
Fattori che influenzano il sale da scegliere
Mentre alcuni sali sono più efficaci nello sciogliere il ghiaccio rispetto ad altri, ciò non li rende necessariamente la scelta migliore per una determinata applicazione. Il cloruro di sodio è usato per i gelatieri perché è economico, prontamente disponibile e non tossico. Tuttavia, il cloruro di sodio (NaCl) viene evitato per salare strade e marciapiedi perché il sodio può accumularsi e alterare l'equilibrio elettrolitico nelle piante e nella fauna selvatica, oltre a corrodere le automobili. Il cloruro di magnesio scioglie il ghiaccio più rapidamente del cloruro di sodio, ma attira l'umidità, che può portare a condizioni scivolose. La selezione di un sale per sciogliere il ghiaccio dipende dal suo costo, disponibilità, impatto ambientale, tossicità e reattività, oltre alla sua temperatura ottimale.
