Warum schmilzt Salz Eis?

In den nördlichen Regionen werden im Winter etwa 20 Millionen Tonnen Salz pro Jahr zum Schmelzen von Eis und Schnee verwendet. Die Wissenschaft dahinter ist keine Raketenwissenschaft, aber nicht jeder kann sagen, warum Salz Eis schmilzt. Zunächst ist es wichtig, den Gefrierpunkt von Wasser zu verstehen. Bei 32 ° F (0 ° C) gefriert Wasser und erstarrt. Bei dieser Temperatur bildet das Eis eine dünne Schicht auf der Straße. Das Wasser auf dem Eis schmilzt es, während das Eis das Wasser darunter gefriert. Bei 0 ° C bleibt der Wechselkurs zwischen Eis und Wasser konstant und die Menge an Eis und Wasser bleibt gleich. Wenn die Temperatur über null Grad steigt, schmilzt mehr Eis zu Flüssigkeit, aber wenn die Temperatur sinkt, wird mehr Wasser zu Eis. Verunreinigungen senken den Gefrierpunkt von Wasser. Wenn eine ionische Verbindung wie Salz zu Wasser gegeben wird, würde das Wasser bei 0 ° C nicht mehr gefrieren, sondern bei einer niedrigeren Temperatur. Das Wasser kann jedoch noch Eis bei der Temperatur schmelzen, was bedeutet, dass weniger Eis und mehr Wasser auf der Straße ist.

Wie Salz den Gefrierpunkt von Wasser senkt

Salz senkt den Gefrierpunkt von Wasser durch ein Konzept, das als "Gefrierpunktserniedrigung" bekannt ist. Das Salz erschwert es den Wassermolekülen, sich in ihrer natürlichen Form zu verbinden. Salz ist wasserlöslich und zerfällt beim Auflösen in seine einheitlichen Bestandteile. Das normale Tafelsalz (Natriumchlorid (NaCl)) zerfällt in Natriumionen und Chloridionen. NACL wird verwendet, um Eis in geringerem Ausmaß zu schmelzen, da die Verbindung in ein Ion aus Natrium und ein Chlorid zerfällt. Beim Schmelzen von Eis in großem Maßstab wird Calciumchlorid (CaCl ₂ ) verwendet, da es in drei Ionen, ein Calcium und zwei Chloride zerfällt. Wenn mehr Ionen freigesetzt werden, gibt es eine größere Barriere für Moleküle, die aneinander haften.

Auswirkungen von Chloriden auf die Umwelt

Chloride sind zwar einige der wirksamsten Verbindungen zum Schmelzen von Eis und Schnee, sie haben jedoch nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt. Chlor wird zur Abtötung von Krankheitserregern in Wasser verwendet, die Wassertieren Schaden zufügen. Es entwässert Pflanzen und Insekten und verändert so das Nahrungsnetz. Es ist bekannt, dass Chlorid das Wachstum von Pflanzen hemmt, wenn es zur Abtötung von Krankheitserregern im Boden eingesetzt wird. Andere Verbindungen, einschließlich Ammoniumsulfat (NH4) 2SO4, Ammoniumnitrat (NH4NO3) und Kaliumacetat (CH3COOK), sind weniger umweltschädlich, aber zu teuer, um in großem Maßstab eingesetzt zu werden. Flughäfen verwenden bekanntermaßen Harnstoff, Alkohole und Glykole, um Schnee von den Landebahnen zu entfernen.