Zawartość
Właściwości koligatywne
Woda jest rozpuszczalnikiem, co oznacza, że jest cieczą zdolną do rozpuszczania ciał stałych w roztworze. Dokładniej mówiąc, woda jest polarnym rozpuszczalnikiem, najlepiej rozpuszczającym sole i inne naładowane cząsteczki. Gdy rozpuszczalnik, polarny lub inny, rozpuszcza wystarczająco istotną ilość substancji stałych, wzrost cząsteczek zawartych w roztworze zaczyna mieć wpływ na właściwości fizyczne rozpuszczalników. Te zmienione właściwości są znane łącznie jako „właściwości koligatywne” rozpuszczalnika. Właściwości koligatywne zależą tylko od całkowitej liczby pojedynczych cząstek. Rozmiar atomowy i cząsteczkowy nie ma wpływu na obserwowany efekt.
W przypadku wody znaną właściwością koligatywną jest obniżenie temperatury krzepnięcia. W związku z tym w temperaturach poniżej zera ludzie wyrzucają sól (zwłaszcza chlorek wapnia) na ziemię wokół wejścia, aby zapobiec lub usunąć lód. Sól rozpuszcza się w jony wapniowe i chlorkowe w wodzie, co pozwala pozostać cieczą w coraz niższych temperaturach.
Dlaczego chlorek wapnia?
Większość nietoksycznych soli metali alkalicznych i metali alkalicznych składa się z dwóch jonów - dodatnio naładowanego jonu metalu i ujemnie naładowanego jonu halogenkowego. Na przykład cząsteczka soli kuchennej (NaCl) rozpuszcza się w jeden jon sodu i jeden chlorek. Chlorek wapnia składa się jednak z jednego jonu wapnia i dwóch jonów chloru. Po rozpuszczeniu chlorku wapnia powstają trzy jony - o 50 procent więcej niż sól kuchenna. Więcej cząstek w roztworze oznacza większy wpływ na właściwości koligatywne wód. W związku z tym chlorek wapnia zapobiega zamarzaniu wody w niebezpieczny lód w szerszym zakresie temperatur.
Wytwarzanie ciepła
Oprócz zapobiegania zamarzaniu wody w niskich temperaturach chlorek wapnia pomaga stopić lód. W połączeniu z wodą suchy chlorek wapnia rozpuszcza się egzotermicznie. Oznacza to, że każda cząsteczka soli uwalnia energię zerwanego wiązania jonowego do otaczających cząsteczek lodu w postaci energii cieplnej. Ta energia „ciepła” zwiększa temperaturę otoczenia na tyle, aby stopić lód, co powoduje powstanie większej ilości wody do rozpuszczenia się suchej soli.