Zawartość
Lód topi się szybciej w wodzie niż w sodzie. Wynika to z faktu, że soda zawiera sól sodową, a dodanie sodu powoduje, że lód topi się wolniej niż w czystej wodzie. Aby lód się stopił, wiązania chemiczne łączące cząsteczki wody muszą zostać zerwane, a zerwanie wiązań zawsze wymaga energii. Dodanie sodu do roztworu oznacza, że do zerwania wiązań potrzeba więcej energii niż w czystej wodzie, co spowalnia topienie.
Wiązania wodorowe
Woda jest substancją krytyczną dla życia, jaką znamy, a jej unikalne właściwości można częściowo przypisać rodzajowi wiązania chemicznego, które powstaje między atomami w cząsteczkach wody i między samymi cząsteczkami wody. Atomy tlenu i wodoru w cząsteczkach wody są połączone wiązaniami wodorowymi, które są słabymi wiązaniami, które nieustannie pękają i tworzą się, gdy cząsteczki się poruszają.
Znaczenie
Cząsteczki wody mają dużą ruchliwość ze względu na słabe wiązania wodorowe, które się do nich łączą. Dlatego woda jest ciekła w temperaturach powyżej 32 stopni F (i poniżej 212 stopni F, gdzie staje się parą). Im wyższa temperatura, tym szybciej poruszają się atomy w cząsteczkach. Gdy temperatura spada do 32 stopni F, atomy poruszają się wolniej, aż w końcu „zamarzają” i krystalizują, gdy woda zamienia się w lód.
Temperatura topnienia
Temperatura topnienia to punkt, w którym lód zmienia fazę ze stałej w ciekłą. Temperatura topnienia czystej wody wynosi 32 stopnie F, ale sód w sodzie oznacza, że musi być znacznie niższy niż 32 stopnie F, zanim lód stopi się w sodzie. Wynika to z faktu, że sód obniża temperaturę topnienia lodu, co oznacza, że roztwór musi być zimniejszy, zanim lód się stopi.
Efekt sodu
Sód w sodzie obniża temperaturę topnienia i sprawia, że lód topi się wolniej niż w zwykłej wodzie, ponieważ po dodaniu soli (lub dowolnej substancji) dostępnych jest mniej cząsteczek wolnej wody, aby utworzyć wiązania razem i „zamrozić” się w lód wraz ze spadkiem temperatury. Ciepło musi być usunięte z roztworu, aby zerwać wiązania i stopić lód, co obniża temperaturę całego roztworu i temperaturę topnienia lodu w sodzie.
Uwagi
Ludzie żyjący w zimnym klimacie mogą przekonać się, że sól obniża temperaturę topnienia lodu wbrew intuicji, ponieważ solone drogi są normą w zaśnieżonych obszarach. Ale w zaśnieżonych warunkach sól chroni drogi przed lodem. Jak omówiono tutaj, dodatek soli obniża temperaturę zamarzania wody. Zatem w obecności topniejącej soli śnieg pozostanie płynny w niskich temperaturach zamiast zamieniać się w lód i sprawiać, że drogi będą śliskie.