Sneeuw en ijs smelten met zout
Colligatieve eigenschappen en vriespuntdepressie
Dave King/Getty Images
Als je in een gebied woont met een koude en ijzige winter, heb je waarschijnlijk last van zout op trottoirs en wegen. Dit komt omdat zout wordt gebruikt om het ijs en de sneeuw te smelten en te voorkomen dat het opnieuw bevriest. Zout wordt ook gebruikt om te maken zelfgemaakt ijs . In beide gevallen werkt het zout door het smelten of bevriezen te verlagen punt van water . Het effect heet ' vriespunt depressie .'
Hoe vriespuntdepressie werkt
Wanneer je zout aan water toevoegt, breng je opgeloste vreemde deeltjes in het water. Het vriespunt van water wordt lager naarmate er meer deeltjes worden toegevoegd tot het punt waarop het zout niet meer oplost. Voor een oplossing van tafelzout ( natriumchloride , NaCl) in water, deze temperatuur is -21 C (-6 F) onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. In de echte wereld, op een echt trottoir, kan natriumchloride ijs slechts tot ongeveer -9 C (15 F) smelten.
Colligatieve eigenschappen
Vriespuntdepressie is een colligatieve eigenschap van water. Een colligatieve eigenschap is een eigenschap die afhangt van het aantal deeltjes in een stof. Alle vloeibare oplosmiddelen met opgeloste deeltjes (opgeloste stoffen) demonstreren: colligatieve eigenschappen . Andere colligatieve eigenschappen omvatten: kookpunt verhoging , dampdrukverlaging en osmotische druk.
Meer deeltjes betekenen meer smeltvermogen
Natriumchloride is niet het enige zout dat wordt gebruikt voor ontdooien, en het is ook niet noodzakelijk de beste keuze. Natriumchloride lost op in twee soorten van deeltjes: één natriumion en één chloride-ion per natriumchloridemolecuul. Een verbinding die meer ionen in een wateroplossing afgeeft, zou het vriespunt van water meer verlagen dan van zout. Bijvoorbeeld calciumchloride (CaCltwee) lost op in drie ionen (een van calcium en twee van chloride) en verlaagt het vriespunt van water meer dan natriumchloride.
Zouten die worden gebruikt om ijs te smelten
Hier zijn enkele veelvoorkomende ontdooimiddelen, evenals hun:chemische formules, temperatuurbereik, voor- en nadelen:
| Naam | Formule | Laagste praktische temperatuur | Pluspunten | nadelen |
| Ammoniumsulfaat | (NH4)tweeDUS4 | -7 C (20 F) | Kunstmest | Beschadigt beton |
| Calciumchloride | CaCltwee | -29 C (-20 F) | Smelt ijs sneller dan natriumchloride | Trekt vocht aan, oppervlakken glad onder -18°C (0°F) |
| Calciummagnesiumacetaat (CMA) | Calciumcarbonaat CaCO3, magnesiumcarbonaat MgCO3, en azijnzuur CH3COOH | -9 C (15 V) | Veiligst voor beton en vegetatie | Werkt beter om ijsvorming te voorkomen dan als ijsverwijderaar |
| Magnesium chloride | MgCltwee | -15 C (5 V) | Smelt ijs sneller dan natriumchloride | Trekt vocht aan |
| Kaliumacetaat | CH3KOKEN | -9 C (15 V) | Biologisch afbreekbaar | Bijtend |
| Kaliumchloride | KCl | -7 C (20 F) | Kunstmest | Beschadigt beton |
| Natriumchloride (steenzout, haliet) | NaCl | -9 C (15 V) | Houdt trottoirs droog | Corrosief, beschadigt beton en vegetatie |
| Ureum | NHtweeCONHtwee | -7 C (20 F) | Kunstmest | Landbouwkwaliteit is corrosief |
Factoren die van invloed zijn op welk zout u moet kiezen
Hoewel sommige zouten effectiever zijn in het smelten van ijs dan andere, maakt dat ze niet noodzakelijk de beste keuze voor een bepaalde toepassing. Natriumchloride wordt gebruikt voor ijsmachines omdat het goedkoop, gemakkelijk verkrijgbaar en niet-toxisch is. Toch wordt natriumchloride (NaCl) vermeden voor het zout van wegen en trottoirs, omdat het natrium zich kan ophopen en de elektrolytenbalans in planten en dieren in het wild kan verstoren, en het kan bovendien auto's aantasten. Magnesiumchloride smelt ijs sneller dan natriumchloride, maar het trekt vocht aan, wat kan leiden tot gladde omstandigheden. Het selecteren van een zout om ijs te smelten hangt af van de kosten, beschikbaarheid, milieu-impact, toxiciteit en reactiviteit, naast de optimale temperatuur.