Pendant les hivers, l'Etat, comté et ville des agences appliquent le sel sur les routes glacées. Le sel provoque la glace ou de la neige à fondre. Ce phénomène est connu sous le nom "du point de congélation la dépression» et est étroitement liée à un phénomène similaire, appelé "point d'ébullition élévation." Lorsque les contacts de sel le de glace et commence à se dissoudre, le point de la glace de congélation est abaissé plusieurs degrés par rapport à sa valeur normale de 32 degrés Fahrenheit. En supposant que le point de congélation est réduite à un niveau inférieur à la température extérieure, la glace revient à son état liquide (ie, elle fond). Comprendre la science derrière ce phénomène nécessite une brève leçon de chimie.
Eau
La formule chimique de l'eau est H₂O, où les deux atomes d'hydrogène sont liés à un atome d'oxygène centrale. Structurellement, il peut être représenté comme HOH. Les liaisons entre les atomes d'oxygène et d'hydrogène sont covalente (par exemple, ils impliquent l'échange d'électrons entre les deux atomes de carbone). L'eau est une molécule polaire, ce qui signifie que les électrons qui sont partagés entre les atomes H et O ne sont pas partagés de manière égale. Cela donne de l'eau des molécules d'une extrémité "positive" qui est déficient en électrons, et une extrémité "négative" qui est riche en électrons. Comme les pôles opposés des deux aimants, ces extrémités positives et négatives des molécules d'eau voisines créent des forces d'attraction entre des molécules. Ces forces sont responsables de plusieurs des propriétés physiques de l'eau, y compris son point de congélation et le point d'ébullition.
Sel
Chimiquement, le sel de table est le chlorure de sodium (NaCl). Il est un composé ionique. Contrairement à l'eau, ce qui forme des liaisons HO par le partage d'électrons, le NaCl est maintenu par des forces électrostatiques. Le chlorure de sodium est en fait composé d'ions chargés positivement de sodium (Na +) et des ions chlorure (Cl- chargés négativement). Les charges opposées sont attirées les unes les autres, et ces forces d'attraction maintiennent effectivement des cristaux de sel.
Eau + sel
Lorsque le sel est placé dans l'eau, il se dissout. Un chimiste dirait que le chlorure de sodium "dissocie". Autrement dit, il se brise dans sa positive (Na⁺) et des ions négatifs (Cl-). Ces types de charge flottent désormais libre dans l'eau, entouré par des molécules d'eau. Cependant, étant chargés, ils sont capables d'interagir avec les extrémités positives et négatives des molécules d'eau polaires. Quand ils le font, les interactions eau-eau sont perturbés et les propriétés physiques de l'eau, y compris le point de congélation, sont modifiées.
Abaissement du point de congélation
Lorsque les impuretés sont introduites dans un solvant, le résultat est du point de congélation la dépression et l'élévation du point d'ébullition. Une solution de 10 pour cent de sel présente aurait un point de 20 degrés Fahrenheit, de congélation par rapport au point de l'eau pure de 32 degrés Fahrenheit de congélation. Une solution de sel de 20 pour cent sera aurait abaisser le point de congélation à 2 degrés Fahrenheit.
Fun Fact
Point de congélation la dépression et l'élévation du point d'ébullition sont des propriétés colligatives. Cela signifie que la mesure dans laquelle le point d'ébullition ou le gel est modifié par l'introduction d'une impureté ne dépend que de la quantité de l'impureté, et non son identité chimique réelle.