Wanneer wegen zijn bedekt met een deken van ijs waardoor gewone auto's een potentieel gevaar vormen, lost het gebruik van keukenzout op wegen het ijs op. Maar waarom werkt dit? En zou suiker, ook een witte, kristallijne samenstelling, moeilijk te onderscheiden van zout zonder te proeven, ook werken?

Experiment

Plaats drie flessen in een diepvriezer, één met kraan water, een tweede met een verzadigde zoutoplossing en een derde met een verzadigde suikeroplossing. U zult merken dat het kraanwater bevriest zoals verwacht. Het suikerwater wordt doorgevroren met bevroren vlekken, maar het zoute water zal helemaal niet bevriezen. Dit fenomeen vertoont vriespuntdepressie.

Bevriezing-puntdepressie

Vriespuntdepressie verwijst naar de waarneming dat een zuivere stof (dwz water) een bepaald smelt- /vriespunt heeft (0 '). C), maar de toevoeging van een onzuiverheid (dwz zout, suiker), evenals het verlagen van deze temperatuur, verspreidt het ook, zodat er een minder duidelijk, meer diffuus smelt /vriespunt is. Hoe groter de hoeveelheid onzuiverheid, hoe lager het smelt- /vriespunt. Met andere woorden, vriespuntdepressie is een colligatieve eigenschap. En als het gaat om de colligatieve eigenschappen van oplossingen, is het het aantal moleculen opgeloste stof dat er toe doet, niet het type opgeloste stof. Als twee oplossingen worden vergeleken, elk met dezelfde hoeveelheid zout of suiker, zal de zoutoplossing het vriespunt verder verlagen . Dit komt omdat 1 gram zout meer zoutmoleculen bevat dan 1 g suiker bevat moleculen suiker.

opgeloste concentratie

Chemici gebruiken mollen, een eenheid die in aantal gelijk is aan het molecuulgewicht (gemeten in dalton) van een stof, maar in gram, om een ​​oplossing te bereiden met een gespecificeerd aantal opgeloste moleculen. Een mol van één stof heeft precies hetzelfde aantal moleculen als een mol van een andere stof. Tafel suiker (sucrose), C12H22O11, heeft een molecuulgewicht van 342 dalton. Om een ​​mol sucrose te verkrijgen, weegt u 342g. Tafelzout, NaCl, heeft een molecuulgewicht van 58 dalton. Om een ​​mol zout te krijgen, weeg 58g. Merk op dat je bijna zes keer meer sucrose nodig hebt om hetzelfde aantal moleculen in één mol zout te krijgen.

Ijs en waterevenwicht in

Onder normale omstandigheden is vast water in evenwicht met vloeibaar water bij zijn standaard vriestemperatuur van 0 ° C, wat betekent dat water tevreden zal bestaan ​​als een vloeistof of vaste stof, en zal beginnen te smelten of bevriezen. Om deze reden wordt ijs bedekt door een dunne laag water. Moleculen in de vaste fase wisselen constant van plaats met moleculen in de vloeibare fase. Dit gedrag van water maakt het mogelijk om zout te gebruiken om ijs te smelten.

Smeltend ijs

Zout gesprenkeld over met ijs bedekte wegen lost op in de film van water dat het ijs bedekt, waardoor een oplossing niet langer wordt gecreëerd op het vriespunt. Vaste moleculen gaan de vloeibare fase in, maar keren niet langer terug naar de vaste stof. Balanceert naar de vloeibare fase, steeds meer moleculen bevinden zich in oplossing, waardoor het ijs smelt.