Γιατί άλατος λιώνει πάγο;

Περίπου είκοσι εκατομμύρια τόνοι αλατιού χρησιμοποιούνται ετησίως για να λιώσουν τον πάγο και το χιόνι κατά τη διάρκεια του χειμώνα στις βόρειες περιοχές. Η επιστήμη πίσω από αυτή δεν είναι επιστήμη πυραύλων, αλλά δεν μπορεί ο καθένας να πει γιατί το αλάτι λιώνει πάγο. Πρώτον, είναι σημαντικό να κατανοήσετε το σημείο ψύξης του νερού. Στους 32 ° F (0 ° C) το νερό παγώνει και στερεοποιείται. Σε αυτή τη θερμοκρασία, ο πάγος σχηματίζει ένα λεπτό στρώμα στην κορυφή του δρόμου. Το νερό στην κορυφή του πάγου το λιώνει ενώ ο πάγος παγώνει το νερό κάτω από αυτό. Στους 0 ° C η συναλλαγματική ισοτιμία μεταξύ πάγου και νερού παραμένει σταθερή και η ποσότητα πάγου και νερού παραμένει η ίδια. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται πάνω από μηδέν βαθμούς, περισσότερος πάγος λιώνει σε υγρό, αλλά αν πέσει η θερμοκρασία, τότε περισσότερο νερό γίνεται πάγος. Οι ακαθαρσίες μειώνουν το σημείο πήξης του νερού. Εάν στο ρεύμα προστίθεται μια ιονική ένωση όπως το άλας, το νερό δεν θα παγώσει πλέον στους 0 ° C αλλά σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Ωστόσο, το νερό μπορεί ακόμα να λιώσει πάγο σε θερμοκρασία που σημαίνει ότι θα υπάρξει λιγότερος πάγος και περισσότερο νερό στο δρόμο.

Πώς το αλάτι μειώνει το σημείο πήξης του νερού

Το αλάτι χαμηλώνει το σημείο πήξης του νερού μέσω μιας έννοιας που ονομάζεται "κατάθλιψη κατάψυξης". Το άλας καθιστά δύσκολο για τα μόρια του νερού να συνδεθούν μαζί στη φυσική τους μορφή. Το άλας είναι διαλυτό στο νερό και διασπάται στα συνεπή του στοιχεία καθώς διαλύεται. Το κανονικό επιτραπέζιο αλάτι (χλωριούχο νάτριο (NaCl)) διασπάται σε ιόντα νατρίου και ιόντα χλωριδίου. Το NACL χρησιμοποιείται για την τήξη πάγου σε χαμηλότερη κλίμακα λόγω της διάλυσης της ένωσης σε ένα ιόν νατρίου και ενός χλωριδίου. Κατά την τήξη πάγου σε μεγάλη κλίμακα, χρησιμοποιείται χλωριούχο ασβέστιο (CaCl2) επειδή διασπάται σε τρία ιόντα, ένα ασβέστιο και δύο χλωρίδια. Όταν απελευθερώνονται περισσότερα ιόντα, υπάρχει μεγαλύτερο εμπόδιο στα μόρια που συνδέονται μεταξύ τους.

Επιδράσεις των χλωριδίων στο περιβάλλον

Αν και τα χλωρίδια είναι μερικές από τις πιο αποτελεσματικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται για την τήξη του πάγου και του χιονιού, έχουν αρνητικές επιπτώσεις στα περιβάλλοντα. Χλώριο χρησιμοποιείται για να σκοτώσει παθογόνους παράγοντες στο νερό που προκαλεί βλάβη στα υδρόβια ζώα. Αφυδατώνει τα φυτά και τα έντομα και έτσι μεταβάλλει τον ιστό των τροφίμων. Το χλωρίδιο είναι γνωστό ότι αναστέλλει την ανάπτυξη των φυτών όταν χρησιμοποιείται για να σκοτώσει τους παθογόνους οργανισμούς στο έδαφος. Άλλες ενώσεις, όπως το θειικό αμμώνιο (NH4) 2SO4, το νιτρικό αμμώνιο (NH4NO3) και το οξικό κάλιο (CH3COOK), είναι λιγότερο επιβλαβείς για το περιβάλλον, αλλά πολύ δαπανηρές για χρήση σε μεγάλη κλίμακα. Τα αεροδρόμια είναι γνωστό ότι χρησιμοποιούν ουρία, αλκοόλες και γλυκόλες για να καθαρίσουν το χιόνι από τους διαδρόμους.