Wie Salz Eis und Schnee schmilzt

Wenn Sie in einem Gebiet mit einem kalten und eisigen Winter leben, haben Sie wahrscheinlich Salz auf Gehwegen und Straßen erlebt. Dies liegt daran, dass Salz verwendet wird, um Eis und Schnee zu schmelzen und ein erneutes Gefrieren zu verhindern. Salz wird auch verwendet, um zu machen hausgemachte Eiscreme. In beiden Fällen senkt das Salz das Schmelzen oder Gefrieren Punkt des Wassers. Der Effekt wird als "Gefrierpunkterniedrigung."

Wenn Sie dem Wasser Salz hinzufügen, bringen Sie gelöste Fremdpartikel in das Wasser ein. Der Gefrierpunkt von Wasser wird niedriger, wenn mehr Partikel hinzugefügt werden, bis sich das Salz nicht mehr auflöst. Für eine Lösung von Speisesalz (Natriumchlorid, NaCl) in Wasser beträgt diese Temperatur unter kontrollierten Laborbedingungen -21 ° C (-6 ° F). In der realen Welt kann Natriumchlorid auf einem realen Bürgersteig Eis nur bis zu etwa -9 ° C schmelzen.

Gefrierpunkterniedrigung ist eine kolligative Eigenschaft von Wasser. Eine kolligative Eigenschaft ist eine, die von der Anzahl der Partikel in einer Substanz abhängt. Alle flüssigen Lösungsmittel mit gelösten Partikeln (gelösten Stoffen) zeigen

Natriumchlorid ist nicht das einzige Salz, das zum Enteisen verwendet wird, und es ist auch nicht unbedingt die beste Wahl. Natriumchlorid löst sich auf in zwei Typen von Partikeln: ein Natriumion und ein Chloridion pro Natriumchloridmolekül. Eine Verbindung, die mehr Ionen in eine Wasserlösung liefert, würde den Gefrierpunkt von Wasser mehr senken als Salz. Zum Beispiel Calciumchlorid (CaCl₂) löst sich in drei Ionen (eines von Calcium und zwei von Chlorid) und senkt den Gefrierpunkt von Wasser mehr als Natriumchlorid.

Hier sind einige gängige Enteisungsverbindungen sowie deren chemische Formeln, Temperaturbereich, Vor- und Nachteile:

Während einige Salze beim Schmelzen von Eis wirksamer sind als andere, sind sie nicht unbedingt die beste Wahl für eine bestimmte Anwendung. Natriumchlorid wird für Eismaschinen verwendet, da es kostengünstig, leicht verfügbar und ungiftig ist. Natriumchlorid (NaCl) wird jedoch beim Salzen von Straßen und Gehwegen vermieden, da sich das Natrium ansammeln und den Elektrolythaushalt in Pflanzen und Wildtieren stören sowie Autos angreifen kann. Magnesiumchlorid schmilzt Eis schneller als Natriumchlorid, zieht jedoch Feuchtigkeit an, was zu glatten Bedingungen führen kann. Die Auswahl eines Salzes zum Schmelzen von Eis hängt neben seiner optimalen Temperatur von seinen Kosten, Verfügbarkeit, Umweltauswirkungen, Toxizität und Reaktivität ab.