science >> Wetenschap >  >> Chemie

Rock Salt Vs. Tafelzout tot smeltijs

Het is een beetje onnauwkeurig om te zeggen dat zout ijs smelt, hoewel dat zeker is hoe dingen verschijnen bij temperaturen nabij het normale vriespunt. Het is nauwkeuriger om te zeggen dat zout het vriespunt van water verlaagt, en het doet dit door op te lossen. Het is niet alleen zout dat dit kan doen; elke stof die oplost in water verlaagt het vriespunt. Dat omvat steenzout. Omdat steenzoutkorrels groter zijn dan keukenzoutkorrels en meer onoplosbare onzuiverheden bevatten, lossen ze niet zo goed op en verlagen ze het vriespunt niet zo veel.

TL; DR (te lang; Didn niet gelezen)

Steenzout en keukenzout verlagen beide het vriespunt van water door erin op te lossen. Omdat steenzoutdeeltjes groter zijn en onzuiverheden bevatten, verlagen de steenzoutdeeltjes het vriespunt echter niet zoveel als tafelzout.
Stoffen die in water oplossen

Het watermolecuul is polair. Wanneer een paar waterstofatomen zich binden aan een zuurstofatoom om H 2O te vormen, schikken ze zich asymmetrisch, zoals spreekwoordelijke Mickey Mouse-oren. Dit geeft het molecuul een netto positieve lading aan de ene kant en een negatieve lading aan de andere. Met andere woorden, elk watermolecuul is als een kleine magneet.

Om een stof in water op te lossen, moet het ook een polair molecuul zijn, of het moet in staat zijn om in polaire moleculen in te breken. De grote organische moleculen waaruit motorolie en benzine bestaan, zijn voorbeelden van niet-polaire moleculen die niet oplossen. Wanneer polaire moleculen in water komen, trekken ze watermoleculen aan, die ze omringen en ze in oplossing brengen.

Zout lost zo goed op omdat het volledig dissocieert in positieve en negatieve ionen in water. Hoe meer zout u in oplossing introduceert, hoe hoger de concentratie van ionen totdat er geen watermoleculen meer zijn om hen te omringen. Op dat moment is de oplossing verzadigd en kan geen zout meer oplossen.
Hoe zout het vriespunt beïnvloedt

Wanneer water bevriest, hebben watermoleculen niet genoeg energie om in vloeibare toestand te blijven, en de elektrostatische aantrekkingskracht daartussen dwingt hen tot een solide structuur. Op een andere manier bekeken, wanneer water smelt, krijgen de moleculen voldoende energie om te ontsnappen aan de krachten die hen in een vaste structuur binden. Op het normale vriespunt (32 F of 0 C) is er een evenwicht tussen deze twee processen. Het aantal moleculen dat de vaste toestand binnentreedt is hetzelfde als het aantal dat de vloeibare toestand binnentreedt.

Oplosmiddelen zoals zout nemen ruimte in tussen de moleculen en werken elektrostatisch om ze uit elkaar te houden, waardoor de watermoleculen erin kunnen blijven de vloeibare toestand voor een langere tijd. Dit verstoort het evenwicht op het normale vriespunt. Er smelten meer moleculen dan er moleculen zijn die bevriezen, dus het water smelt. Als u de temperatuur echter verlaagt, bevriest het water opnieuw. De aanwezigheid van zout zorgt ervoor dat de vriestemperatuur daalt en deze blijft dalen met de zoutconcentratie totdat de oplossing verzadigd is.
Steenzout werkt niet zo goed als tafelzout

Steenzout en tafelzout zout hebben dezelfde chemische formule, NaCl, en beide lossen op in water. Het belangrijkste verschil tussen hen is dat steenzoutkorrels groter zijn, zodat ze niet zo snel oplossen. Wanneer watermoleculen een grote korrel omringen, strippen ze geleidelijk ionen van het oppervlak, en die ionen moeten in oplossing afdrijven voordat de watermoleculen in contact kunnen komen met ionen dieper in de korrel. Dit proces kan zo langzaam gebeuren dat het water kan bevriezen voordat al het zout is opgelost.

Een ander probleem met steenzout is dat het ongeraffineerd is en onoplosbare onzuiverheden kan bevatten. Deze onzuiverheden kunnen in oplossing afdrijven, maar ze zullen niet worden omringd door watermoleculen en hebben geen invloed op de aantrekkingskracht die watermoleculen voor elkaar hebben. Afhankelijk van de concentratie van deze onzuiverheden is er minder zout beschikbaar per gewichtseenheid dan in geraffineerd keukenzout.