science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe werkt calciumchloride smelten ijs?

Water is een oplosmiddel, wat betekent dat het een vloeistof is die vaste stoffen in oplossing kan oplossen. Meer in het bijzonder is water een polair oplosmiddel, het best bij het oplossen van zouten en andere geladen moleculen. Wanneer een oplosmiddel, polair of anderszins, een voldoende hoeveelheid vaste stoffen oplost, begint de toename van moleculen in de oplossing invloed te hebben op de fysische eigenschappen van dat oplosmiddel. Deze aangetaste eigenschappen zijn gezamenlijk bekend als de "colligatieve eigenschappen" van het oplosmiddel. Colligatieve eigenschappen hangen alleen af ​​van het totale aantal afzonderlijke deeltjes. Atoom- en molecuulgrootte hebben geen invloed op het waargenomen effect.

Een bekende colligatieve eigenschap voor water is een daling van de temperatuur in het vriespunt. Als zodanig, bij temperaturen onder het vriespunt, zullen mensen zout (met name calciumchloride) op de grond gooien rond betovering om ijs te voorkomen of te verwijderen. Het zout lost op in calcium- en chloride-ionen in het water, waardoor de laatste vloeibaar blijft bij lagere en lagere temperaturen.

Waarom calciumchloride?

Meest niet-toxische alkali- en alkalische stoffen metaalzouten zijn samengesteld uit twee ionen - een positief geladen metaalion en een negatief geladen halide-ion. Een molecuul tafelzout (NaCl) lost bijvoorbeeld op in één natriumion en één chloride-ion. Calciumchloride bestaat echter uit één calciumion en twee chloride-ionen. Wanneer calciumchloride oplost, ontstaan ​​drie ionen - 50 procent meer dan keukenzout. Meer deeltjes in oplossing betekent een groter effect op de colligerende eigenschappen van water. Als zodanig zorgt calciumchloride ervoor dat water niet bevriest in gevaarlijk ijs over een groter temperatuurbereik.

Warmtegeneratie

Naast het voorkomen dat water bevriest bij lage temperaturen, helpt calciumchloride ijs smelten . In combinatie met water lost droog calciumchloride exotherm op. Dit betekent dat elk zoutmolecuul gebroken ionische bindingsenergie afgeeft aan de omliggende ijsmoleculen in de vorm van thermische energie. Deze "warmte" -energie verhoogt de omgevingstemperatuur genoeg om ijs te smelten, waardoor er meer water voor droog zout ontstaat om exotherm op te lossen.