Topirea zăpezii și gheții cu sare

Dacă locuiești într-o zonă cu o iarnă rece și gheață, probabil ai experimentat sare pe trotuare și drumuri. Acest lucru se datorează faptului că sarea este folosită pentru a topi gheața și zăpada și pentru a nu o îngheța. Sarea este folosită și pentru a prepara înghețată de casă. În ambele cazuri, sarea funcționează scăzând punctul de topire sau îngheț al apei. Efectul se numește „depresia punctului de îngheț”.

Cum funcționează depresiunea punctului de îngheț

Când adăugați sare în apă, introduceți particule străine dizolvate în apă. Punctul de îngheț al apei devine mai mic pe măsură ce se adaugă mai multe particule până la punctul în care sarea nu se mai dizolvă. Pentru o soluție de sare de masă (clorură de sodiu, NaCl) în apă, această temperatură este de -21 C (-6 F) în condiții de laborator controlate. În lumea reală, pe un trotuar real, clorura de sodiu poate topi gheața doar până la aproximativ -9 C (15 F).

Proprietati coligative

Depresiunea punctului de congelare este o proprietate coligativă a apei. O proprietate coligativă este una care depinde de numărul de particule dintr-o substanță. Toți solvenții lichizi cu particule dizolvate (solutii) demonstrează proprietăți coligative. Alte proprietăți coligative includ ridicarea punctului de fierbere, scăderea presiunii de vapori și presiunea osmotică.

Mai multe particule înseamnă mai multă putere de topire

Clorura de sodiu nu este singura sare folosită pentru degivrare și nici nu este neapărat cea mai bună alegere. Clorura de sodiu se dizolvă în două tipuri de particule: un ion de sodiu și un ion de cloră pentru fiecare moleculă de clorură de sodiu. Un compus care produce mai mulți ioni într-o soluție de apă ar scădea punctul de îngheț al apei mai mult decât sarea. De exemplu, clorura de calciu (CaCl₂) se dizolvă în trei ioni (unul de calciu și doi de clorură) și scade punctul de îngheț al apei mai mult decât clorura de sodiu.

Sărurile folosite pentru topirea gheții

Iată câteva compuși obișnuiți de degivrare, precum și formulele lor chimice, intervalul de temperatură, avantajele și dezavantajele:

Nume	Formulă	Temperatura practică cea mai scăzută	Pro-uri	Contra
Sulfat de amoniu	(NH4)2ASA DE4	-7 C (20 F)	Îngrăşământ	Daune din beton
Clorura de calciu	CaCl2	-29 C (-20 F)	Topeste gheata mai repede decat clorura de sodiu	Atrage umiditatea, suprafețele alunecoase sub -18 ° C (0 ° F)
Acetat de magneziu de calciu (CMA)	CaCO carbonat de calciu3, carbonat de magneziu MgCO3, și acidul acetic CH3COOH	-9 C (15 F)	Cel mai sigur pentru beton și vegetație	Funcționează mai bine pentru a preveni glazarea decât ca îndepărtarea gheții
Clorura de magneziu	MgCI2	-15 C (5 F)	Topeste gheata mai repede decat clorura de sodiu	Atrage umezeala
Acetat de potasiu	CH3BUCĂTAR	-9 C (15 F)	biodegradabil	corosiv
Clorura de potasiu	KCI	-7 C (20 F)	Îngrăşământ	Daune din beton
Clorură de sodiu (sare de rocă, halit)	NaCl	-9 C (15 F)	Menține trotuarele uscate	Corosiv, dăunează betonului și vegetației
Uree	NH2CONH2	-7 C (20 F)	Îngrăşământ	Gradul agricol este coroziv

Factorii care afectează ce sare să aleagă

În timp ce unele săruri sunt mai eficiente la topirea gheții decât altele, aceasta nu le face neapărat cea mai bună alegere pentru o anumită aplicare. Clorura de sodiu este utilizată pentru producătorii de înghețată, deoarece este ieftină, disponibilă și netoxică. Cu toate acestea, clorura de sodiu (NaCl) este evitată pentru sărarea drumurilor și trotuarelor, deoarece sodiul poate acumula și tulbura echilibrul de electroliți în plante și în viața sălbatică, plus că poate coroda automobilele. Clorura de magneziu topește gheața mai repede decât clorura de sodiu, dar atrage umezeala, ceea ce poate duce la condiții netede. Selectarea unei sări pentru a topi gheața depinde de costul, disponibilitatea, impactul asupra mediului, toxicitatea și reactivitatea, pe lângă temperatura optimă.