Tuz esasen buzu eritir çünkü tuz eklemek düşürür suyun donma noktası. Bu buzu nasıl eritir? Buzla birlikte az su kalmadıkça, olmaz. İyi haber şu ki, etkiyi elde etmek için bir su havuzuna ihtiyacınız yok. Buz tipik olarak kaplıdır ince bir filmle tüm gereken sıvı su.
Saf su 0 ° C sıcaklıkta donar. Tuzlu su (veya içindeki diğer herhangi bir madde) daha düşük bir sıcaklıkta donacaktır. Bu sıcaklığın ne kadar düşük olacağı, buz çözücü ajan. Eğer koyarsan buzda tuz sıcaklığın tuzlu su çözeltisinin yeni donma noktasına asla ulaşmayacağı bir durumda, hiçbir fayda görmezsiniz. Örneğin, sofra tuzu (sodyum klorit) buz üzerine 0 ° F olduğunda, buzu bir tuz tabakasıyla kaplamaktan başka bir şey yapmayacaktır. Öte yandan, aynı tuzu 15 ° F'ta buz üzerine koyarsanız, tuz önleyebilir eriyen buz tekrar dondurmaktan. Magnezyum klorür 5 ° F'ye, kalsiyum klorür -20 ° F'ye kadar çalışır.
Önemli Çıkarımlar: Tuz Buzu Eritir
- Tuz buzu eritir ve suyun donma noktasını düşürerek suyun tekrar donmasını önlemeye yardımcı olur. Bu fenomene donma noktası depresyonu denir.
- Tuz sadece az miktarda sıvı su varsa yardımcı olur. Tuzun çalışması için iyonlarına dönüşmesi gerekir.
- Buz çözücü ajanlar olarak farklı tuz türleri kullanılır. Bir tuz çözündüğünde ne kadar parçacık (iyon) oluşursa donma noktasını o kadar düşürür.
Nasıl çalışır
Tuz (NaCl) suda iyonlarına çözünür, Na+ ve Cl-. İyonlar su boyunca yayılır ve su moleküllerinin katı formda (buz) organize olacak şekilde birbirine yakın ve doğru yönde yaklaşmasını engeller. Buz, katıdan sıvıya faz geçişine girmek için çevresinden enerji emer. Bu, saf suyun yeniden donmasına neden olabilir, ancak sudaki tuz, buza dönüşmesini önler. Ancak, su eskisinden daha soğuk olur. Sıcaklık, saf suyun donma noktasının altına düşebilir.
Bir sıvıya herhangi bir kirlilik eklemek donma noktasını düşürür. Bileşiğin doğası önemli değildir, ancak sıvıda parçaladığı parçacıkların sayısı önemlidir. Ne kadar çok parçacık üretilirse, donma noktası alçalması o kadar büyük olur. Böylece, şekerin su içinde çözülmesi, suyun donma noktasını da düşürür. Şeker sadece tek şeker moleküllerine dönüşür, bu nedenle donma noktası üzerindeki etkisi, iki parçacığa ayrılan eşit miktarda tuz eklemekten daha azdır. Magnezyum klorür (MgCl) gibi daha fazla partikül haline gelen tuzlar2) donma noktası üzerinde daha büyük etkiye sahiptir. Magnezyum klorür üç iyona dönüşür - bir magnezyum katyonu ve iki klorür anyonu.
Kapak tarafında, az miktarda çözünmeyen partikül eklemek, suyun daha yüksek sıcaklık. Biraz donma noktası alçalması olsa da, parçacıkların yakınında lokalizedir. Parçacıklar buz oluşumuna izin veren çekirdeklenme yerleri olarak işlev görür. Bu, bulutlarda kar taneleri oluşumunun ve kayak merkezlerinin donmadan biraz ısındığında nasıl kar yaptıkları arkasındaki öncül.
- Etkisini gösterebilirsiniz. donma noktası alçalması kullanışlı, buzlu bir kaldırıma sahip olmasanız bile. Bunun bir yolu kendi bir baggie dondurma, suya tuz eklenmesi, o kadar soğuk bir karışım üretir ki, tedavinizi dondurabilir.
- Sadece bir misal Soğuk buz artı tuzun ne kadar alabileceğini, 33 ons tuzu 100 ons ezilmiş buz veya karla karıştırın. Dikkatli ol! Karışım -21 ° C (-6 ° F) civarında olacaktır, bu da çok uzun süre tutarsanız donma sağlayacak kadar soğuktur.
- Farklı maddelerin suda çözünmesinin etkisini inceleyerek ve dondurmak için gereken sıcaklığı not ederek donma noktası depresyonunu daha iyi anlayın. Karşılaştırılacak maddelere iyi örnekler sofra tuzu (sodyum klorür), kalsiyum klorür ve şekerdir. Adil bir karşılaştırma elde etmek için sudaki her bir maddenin eşit kütlelerini çözüp çözemeyeceğinize bakın. Sodyum klorür suda iki iyona ayrılır. Kalsiyum klorür suda üç iyon oluşturur. Şeker suda çözünür, ancak herhangi bir iyona girmez. Tüm bu maddeler suyun donma noktasını düşürecektir.
- Maddenin bir başka kolligatif özelliği olan kaynama noktası yükselmesini keşfederek deneyi bir adım daha ileri götürün. Şeker, tuz veya kalsiyum klorür eklemek, suyun kaynadığı sıcaklığı değiştirecektir. Etki ölçülebilir mi?