塩はどのようにして水の凝固点を下げますか？

冬の季節が来ると、おそらく高速道路部門が道路に塩を広げて氷を溶かすのを観察したかもしれません。

そして、この種の状態が観察されるより簡単な例は、私たちの家です。家でアイスクリームを作る準備をするときは、温度を下げるための材料の1つとして塩を使用します。

上記のシナリオでは、塩を使用しています。

しかし、その背後にある理由を知っていましたか？

なぜそうするのですか？

塩はなぜ水の凝固点を下げるのですか？

塩はどのようにして水の凝固点を下げるのですか？

アイスクリームを作るとき、混合物を凍結させるには、アイスクリーム混合物の周囲の温度を32°F未満にする必要があります。氷と塩を混ぜると、温度が32°F未満のブラインが作成されます。氷水に塩を加えると、氷の融解温度が華氏0度程度まで下がります。塩水は非常に冷たいので、アイスクリームの混合物は簡単に凍ります。

しかし、南極大陸、グリーンランド、カナダなどの場所では、空気中の淡水が凍って雪になり、それを取り除くために溶ける季節。時間が経つにつれて、この雪は蓄積し、氷河に圧縮されます。

淡水の典型的な凝固点は、摂氏0度[華氏32度]です。一般に、水分子は水素と水分子で構成されており、氷の結晶構造に結合しています。最終的に、分子は非常にゆっくりと移動するため、水分子間の分子間引力から逃れることができなくなります。これらの力の結果として、水分子の格子が形成され、水は氷になります。

この相変化の間、水分子は同じ速度で固体に出入りします。塩は単に存在することによってこの平衡を乱します。塩を加えると、液体と固体の界面に存在する水分子が少なくなります。言い換えれば、塩粒子は水分子が固相に再び入るのをブロックするので、より多くの水分子が出て、より少ない水分子が固体に入る。

温度がさらに下がると、水分子は出て行く固相はさらに遅くなり、速度は最終的に水分子が塩の存在下で固体を見つけることができる速度と一致します。水が固体を離れる速度と水分子が入る速度のバランスがとれると、新しい（より低い）凝固点が確立されます。

平均して、世界の海の海水の塩分濃度は約3.5です。パーセント（35 g / L、または0.600 M）。言い換えれば、1キログラムの海水には約35グラム（1.2オンス）の溶解塩が含まれています-主にナトリウム（Na ⁺ ）および塩化物（Cl ^- ）イオンが存在します。これらの塩の結果として、海水は淡水と純水の両方よりも密度が高くなります。したがって、塩分濃度が高くなると、海水の凝固点は下がります。

海水の塩分はさまざまですが、これにより、海水の凝固点は約-1.8°Cまたは28.8°Fに下がります。そのため、海水は凍結します。

海水の凍結に影響を与えるもう1つの要因は、海流です。海流は、熱対流が組み合わさって大規模な海水の流れを作り出すと説明できます。海水のこの絶え間ない動きは、水分子が氷晶のやや定常状態に凍結するのを防ぐのに役立ちます。その結果、北極や南極などの本当に寒い地域だけが、通常、海水が凍結するのに十分なほど冷たくなります。

さらに重要なことに、海流は赤道から温水を継続的に汲み上げます。

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