IJs is de vaste vorm die vloeibaar water nodig heeft als het wordt afgekoeld tot onder 0 graden Celsius (32 graden Fahrenheit). IJs smelt als gevolg van de chemische eigenschappen van water. Er zijn meer waterstofbruggen tussen de moleculen van ijs dan in water. IJs begint te smelten wanneer de temperatuur boven 0 graden Celsius komt en waterstofbruggen tussen watermoleculen breken.

Chemische structuur van ijs

Een ijs- of watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen die covalent gebonden zijn aan één zuurstof atoom. De atomen delen elektronen, waardoor het zuurstofatoom een ​​licht negatieve elektrische lading draagt, terwijl de waterstofatomen enigszins positief zijn, wat resulteert in een polair molecuul. Vanwege deze polariteit worden watermoleculen aangetrokken door elkaar en vormen ze waterstofbruggen tussen moleculen.

Verschillen tussen water en ijs

De waterstofbruggen tussen waterstof en zuurstofatomen zijn zwakker dan covalente bindingen, en ze controleren de fysieke eigenschappen van water en ijs. Watermoleculen zijn waterstof sterker aan elkaar gehecht in ijs dan in vloeibaar water, hoewel in ijs de moleculen meer gescheiden zijn, waardoor ijs minder dicht is dan water.

Smelten

IJs smelt wanneer warmte-energie ervoor zorgt dat de moleculen sneller bewegen, waardoor de waterstofbruggen tussen moleculen worden verbroken om vloeibaar water te vormen. In het smeltproces absorberen de watermoleculen eigenlijk energie. Dit is de reden waarom een ​​ijsblokje aan de buitenkant sneller smelt en zijn koude en stevigheid langer in het midden behoudt: smelten is een koelproces. Naarmate er meer warmte wordt geïntroduceerd, zal het ijs blijven smelten, en als de temperatuur het kookpunt overschrijdt, ongeveer 100 graden Celsius (212 graden Fahrenheit), zullen meer waterstofbruggen tussen watermoleculen volledig breken, waardoor waterdamp ontstaat.
< h2> Andere factoren

De toevoeging van vreemde stoffen, zoals zout of chemische deeltjes, smelt ijs sneller omdat ze het evenwicht van de smelt- en vriesprocessen verstoren. Hoe meer vreemde deeltjes op het oppervlak, hoe minder watermoleculen het ijs kan vastleggen, waardoor het bevriezingsproces wordt vertraagd. Zout wordt gebruikt om ijs op trottoirs en wegen te smelten omdat het goedkoop en toegankelijk is, niet omdat het effectiever is dan andere stoffen.