Plaats een kop met zuiver water naast één die zout water bevat en verlaag geleidelijk de omgevingstemperatuur. Bij ongeveer 0 graden Celsius (32 graden Fahrenheit) zal het zuivere water ijskoud worden en geleidelijk bevriezen terwijl het zoute water vloeibaar blijft. Bij een bepaalde temperatuur lager dan die waarop het verse water bevroor, zal ook het zoute water bevriezen. Het werkelijke temperatuurverschil hangt af van de zoutconcentratie. De reden dat dit gebeurt heeft te maken met de aanwezigheid van zoutionen in het water. Ze interfereren fysiek met de neiging van de watermoleculen om in een kristalstructuur te komen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Zout water heeft een lager vriespunt dan puur water. Het water op het oppervlak van zout ijs is kouder, dus het ijs voelt kouder aan dan zuiver waterijs.

Wat gebeurt er als water bevriest?

Elk watermolecuul is een combinatie van één zuurstof en twee waterstofatomen gerangschikt in een driehoek. Deze asymmetrische opstelling geeft het molecuul een polariteit - de ene kant heeft een netto positieve lading terwijl de andere kant negatief is. Vanwege deze polariteit worden de moleculen aangetrokken door elkaar. De moleculen zijn constant in beweging, echter, onophoudelijk trillende en bewegende rond elkaar. Wanneer je de temperatuur verlaagt, vertragen de moleculen en omdat ze minder energie hebben, blijven ze aan elkaar plakken. Op het vriespunt is de bewegingsenergie zo laag dat de moleculen samensmelten tot een vaste structuur.

Wat zout toevoegen

Natriumchloride (NaCl), of steenzout, bestaat uit een positieve geladen natriumion en een negatief chloorion gebonden door elektrostatische aantrekking in een roosterstructuur. Wanneer je het zout in water stopt, breken de polaire watermoleculen de structuur af en omgeven ze de individuele ionen, die zich in oplossing verspreiden. Wanneer de temperatuur daalt, interfereren de ionen met het vermogen van de watermoleculen om een ​​kristalstructuur te vormen, en het mengsel verandert niet in een vaste stof totdat je de temperatuur onder het vriespunt van zuiver water verlaagt. Het nieuwe vriespunt is afhankelijk van de zoutconcentratie, maar de laagste waarde is -21.1 C (-5.98 F). Dit gebeurt bij verzadiging, wanneer er geen zout meer zal oplossen.

IJs met een lager vriespunt Feels Colder

Als u een bevroren kubus met zout water oppakt, kan deze kouder aanvoelen dan een kubus van zuiver water. Daar zijn een aantal redenen voor. Een daarvan is dat, om te worden bevroren, een zoutwaterijsblokje op een lagere temperatuur moet zijn dan een ijsblokje met zuiver water.

De andere reden is dat de oppervlaktelaag van water op de kubus ook op een lagere temperatuur. Op het oppervlak van elke ijsblokje, een uitwisseling proces gaat op tussen water in de vloeibare en vaste toestand. De aanwezigheid van zout in het water verlaagt het evenwichtspunt van deze uitwisseling door het vriespunt van het vloeibare water te verlagen. Bijgevolg is het water dat je op het oppervlak van een zoutwaterblok voelt kouder dan op een pure waterbak. Deze dynamiek voorkomt ook dat water dat in contact komt met het ijs bevriest. Daarom lijkt zout ijs te smelten.