Teate, et võite soola puistata jäine tee või kõnniteel, et see jääks ei muutuks, kuid kas teate, kuidas sool jää sulatab? Heitke pilk peale külmumistemperatuuri langus aru saada, kuidas see töötab.
Peamised võtmed: miks sool sulab jää
- Sool sulab jää ja aitab vältida vee uuesti külmumist, alandades vee külmumispunkti. Seda nähtust nimetatakse külmumispunkti depressiooniks.
- Töötemperatuuride vahemik pole igat tüüpi soolade puhul sama. Näiteks alandab kaltsiumkloriid külmumistemperatuuri rohkem kui naatriumkloriid.
- Lisaks jää sulamisele saab jäätise valmistamiseks ilma sügavkülmuta ka külmumistemperatuuri.
Soola, jää ja külmumispunkti depressioon
Sool sulab jää peamiselt seetõttu, et soola lisamine alandab külmumispunkt veest. Kuidas see jää sulab? Noh, ei saa, kui just jääga pole vähe vett. Hea uudis on see, et efekti saavutamiseks pole vaja veekogu. Tavaliselt on jää kaetud õhukese vedela kilega - see on kõik, mida vaja.
Puhas vesi külmub temperatuuril 32 ° F (0 ° C). Vesi soolaga (või mõni muu selles sisalduv aine) külmub mõnel madalamal temperatuuril. See, kui madal temperatuur on, sõltub
jäätõrjevahend. Kui paned soola jääle olukorras, kus temperatuur ei tõuse kunagi soolase vee lahuse uue külmumistemperatuurini, ei näe te sellest mingit kasu. Näiteks lauasoola viskamine (naatriumkloriid) jääle, kui see on 0 ° F, ei tee muud kui jää katmine soolakihiga. Teisest küljest, kui paned sama soola jääle temperatuuril 15 ° F, suudab sool seda ennetada jää sulamine uuesti külmutamisest. Magneesiumkloriid toimib temperatuurini 5 ° F, kaltsiumkloriid temperatuurini -20 ° F.Kui temperatuur langeb alla soolane vesi võib külmuda, energia vabaneb, kui vedelikud muutuvad tahkeks. See energia võib olla piisav väikese koguse puhta jää sulatamiseks, hoides protsessi edasi.
Kasuta soola soola sulatamiseks (tegevus)
Saate näidata selle mõju külmumistemperatuuri langus ise, isegi kui teil pole jäist kõnniteed käepärast. Üks võimalus on teha oma jäätis kotletis, kus soola lisamine veega saadakse segu, nii külm, et see võib teie maiuse külmutada. Kui soovite lihtsalt näha näidet, kuidas külm jää ja sool võivad saada, segage 33 untsi tavalist lauasoola 100 untsi purustatud jää või lumega. Ole ettevaatlik! Segu temperatuur on umbes -6 ° F (-21 ° C), mis on piisavalt külm, et tekitada külmakahjustusi, kui seda liiga kaua käes hoida.
Laua sool lahustub vees naatriumi- ja kloriidioonideks. Suhkur lahustub vees, kuid ei haju ioonideks. Milline oleks teie arvates suhkru lisamine veele selle külmumispunkti? Kas saate kavandada eksperimendi oma hüpoteesi kontrollimiseks?
Peale soola ja vee
Soola veega panemine pole ainus aeg, kus külmumispunkt langeb. Iga kord, kui lisate vedelikule osakesi, vähendate selle külmumispunkti ja tõstke keemistemperatuuri. Veel üks hea näide külmumispunkti languse kohta on viin. Viin sisaldab nii etanooli kui ka vett. Tavaliselt viin ei külmuta kodus sügavkülmas. Vees sisalduv alkohol alandab vee külmumispunkti.
Allikad
- Atkins, Peter (2006). Atkinsi füüsikaline keemia. Oxford University Press. lk. 150–153. ISBN 0198700725.
- Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Heeringas, F Geoffrey (2002). Üldkeemia (8. väljaanne). Prentice-Hall. lk. 557-558. ISBN 0-13-014329-4.