Hấp dẫn

Làm thế nào muối làm tan băng và ngăn ngừa đóng băng

Làm thế nào muối làm tan băng và ngăn ngừa đóng băng

Muối làm tan băng về cơ bản vì thêm muối làm giảm điểm đóng băng của nước. Làm thế nào để băng này tan chảy? Chà, không, trừ khi có một ít nước có sẵn với nước đá. Tin tốt là bạn không cần một hồ nước để đạt được hiệu quả. Nước đá thường được phủ một lớp nước mỏng, đó là tất cả những gì nó cần.

Nước tinh khiết đóng băng ở 32 ° F (0 ° C). Nước có muối (hoặc bất kỳ chất nào khác trong đó) sẽ đóng băng ở nhiệt độ thấp hơn. Nhiệt độ này sẽ thấp đến mức nào tùy thuộc vào tác nhân khử. Nếu bạn cho muối vào nước đá trong điều kiện nhiệt độ sẽ không bao giờ đạt đến điểm đóng băng mới của dung dịch nước muối, bạn sẽ không thấy bất kỳ lợi ích nào. Ví dụ, ném muối ăn (natri clorua) vào nước đá khi nó 0 ° F sẽ không làm gì hơn là phủ đá bằng một lớp muối. Mặt khác, nếu bạn cho cùng một loại muối vào nước đá ở 15 ° F, muối sẽ có thể ngăn băng tan chảy trở lại. Magiê clorua hoạt động xuống đến 5 ° F trong khi canxi clorua hoạt động xuống đến -20 ° F.

Chìa khóa chính: Làm thế nào muối làm tan băng

  • Muối làm tan băng và giúp nước không bị đóng băng lại bằng cách hạ thấp điểm đóng băng của nước. Hiện tượng này được gọi là trầm cảm điểm đóng băng.
  • Muối chỉ giúp nếu có một ít nước lỏng có sẵn. Muối phải hòa tan vào các ion của nó để hoạt động.
  • Các loại muối khác nhau được sử dụng làm chất khử băng. Càng nhiều hạt (ion) hình thành khi muối hòa tan, nó càng làm giảm điểm đóng băng.

Làm thế nào nó hoạt động

Muối (NaCl) hòa tan vào các ion của nó trong nước, Na+ và Cl-. Các ion khuếch tán trong nước và ngăn các phân tử nước gần nhau và theo đúng hướng để tổ chức thành dạng rắn (băng). Nước đá hấp thụ năng lượng từ môi trường xung quanh để trải qua quá trình chuyển pha từ rắn sang lỏng. Điều này có thể khiến nước tinh khiết đóng băng lại, nhưng muối trong nước ngăn không cho nó biến thành băng. Tuy nhiên, nước trở nên lạnh hơn so với trước đây. Nhiệt độ có thể giảm xuống dưới điểm đóng băng của nước tinh khiết.

Thêm bất kỳ tạp chất vào chất lỏng làm giảm điểm đóng băng của nó. Bản chất của hợp chất không quan trọng, nhưng số lượng hạt mà nó phá vỡ trong chất lỏng rất quan trọng. Càng nhiều hạt được tạo ra, trầm cảm điểm đóng băng càng lớn. Vì vậy, đường hòa tan trong nước cũng làm giảm điểm đóng băng của nước. Đường chỉ đơn giản hòa tan thành các phân tử đường đơn, do đó, tác dụng của nó đối với điểm đóng băng ít hơn bạn sẽ nhận được một lượng muối bằng nhau, phá vỡ thành hai hạt. Các muối phá vỡ thành nhiều hạt hơn, như magiê clorua (MgCl2) có ảnh hưởng lớn hơn đến điểm đóng băng. Magiê clorua hòa tan thành ba ion - một cation magiê và hai anion clorua.

Mặt khác, thêm một lượng nhỏ các hạt không hòa tan thực sự có thể giúp nước đóng băng tại cao hơn nhiệt độ. Mặc dù có một chút trầm cảm điểm đóng băng, nó nằm cục bộ gần các hạt. Các hạt hoạt động như các vị trí tạo mầm cho phép hình thành băng. Đây là tiền đề đằng sau sự hình thành của những bông tuyết trên mây và cách các khu nghỉ dưỡng trượt tuyết tạo ra tuyết khi nó hơi ấm hơn so với đóng băng.

Sử dụng muối để làm tan băng - Hoạt động

  • Bạn có thể chứng minh hiệu quả của việc đóng băng điểm trầm cảm, ngay cả khi bạn không có một vỉa hè băng giá tiện dụng. Một cách là tự làm kem trong một cái baggie, trong đó thêm muối vào nước sẽ tạo ra một hỗn hợp lạnh đến nỗi nó có thể đóng băng món ăn của bạn.
  • Nếu bạn chỉ muốn xem một ví dụ về cách đá lạnh cộng với muối có thể nhận được, hãy trộn 33 ounce muối với 100 ounce đá hoặc tuyết nghiền. Hãy cẩn thận! Hỗn hợp sẽ vào khoảng -6 ° F (-21 ° C), đủ lạnh để khiến bạn bị tê cóng nếu bạn giữ nó quá lâu.
  • Hiểu rõ hơn về trầm cảm điểm đóng băng bằng cách kiểm tra ảnh hưởng của việc hòa tan các chất khác nhau trong nước và lưu ý nhiệt độ cần thiết để đóng băng nó. Các ví dụ tốt về các chất để so sánh là muối ăn (natri clorua), canxi clorua và đường. Xem nếu bạn có thể hòa tan khối lượng bằng nhau của từng chất trong nước để có được một so sánh công bằng. Natri clorua vỡ thành hai ion trong nước. Canxi clorua tạo thành ba ion trong nước. Đường tan trong nước, nhưng nó không bị phá vỡ thành bất kỳ ion nào. Tất cả các chất này sẽ làm giảm điểm đóng băng của nước.
  • Thực hiện thí nghiệm một bước xa hơn bằng cách khám phá độ cao điểm sôi, một thuộc tính chung khác của vật chất. Thêm đường, muối hoặc canxi clorua sẽ thay đổi nhiệt độ nước sôi. Là hiệu quả có thể đo lường được?