Como o sal derrete o gelo e previne o congelamento

O sal evita que a água congele

O sal evita que a água congele em gelo. À medida que mais gelo derrete, a água salgada fica mais fria, mas não congela. Paul Taylor/Getty Images

O sal derrete o gelo essencialmente porque adicionando sal abaixa o ponto de congelamento da água . Como isso derrete o gelo? Bem, não, a menos que haja um pouco de água disponível com o gelo. A boa notícia é que você não precisa de uma piscina de água para conseguir o efeito. O gelo normalmente é revestido com um filme fino de água líquida, que é tudo o que é preciso.

A água pura congela a 32°F (0°C). Água com sal (ou qualquer outra substância nele) congelará a uma temperatura mais baixa. O quão baixa essa temperatura será depende da agente de degelo . Se você colocar sal no gelo em uma situação em que a temperatura nunca chegará ao novo ponto de congelamento da solução de água salgada, você não verá nenhum benefício. Por exemplo, jogando sal de mesa ( Cloreto de Sódio ) no gelo quando estiver a 0°F não fará nada além de revestir o gelo com uma camada de sal. Por outro lado, se você colocar o mesmo sal no gelo a 15°F, o sal poderá evitar derreter gelo do re-congelamento. O cloreto de magnésio funciona até 5°F, enquanto o cloreto de cálcio funciona até -20°F.

Principais conclusões: como o sal derrete o gelo

• O sal derrete o gelo e ajuda a evitar que a água congele novamente, diminuindo o ponto de congelamento da água. Esse fenômeno é chamado de depressão do ponto de congelamento.
• O sal só ajuda se houver um pouco de água líquida disponível. O sal tem que se dissolver em seus íons para funcionar.
• Diferentes tipos de sal são usados ​​como agentes de degelo. Quanto mais partículas (íons) se formam quando um sal se dissolve, mais ele diminui o ponto de congelamento.

Como funciona

Sal (NaCl) se dissolve em seus íons em água, Na⁺e Cl^-. Os íons se difundem pela água e impedem que as moléculas de água se aproximem o suficiente e na orientação correta para se organizarem na forma sólida (gelo). O gelo absorve energia de seu entorno para sofrer a transição de fase de sólido para líquido. Isso pode fazer com que a água pura congele novamente, mas o sal na água impede que ela se transforme em gelo. No entanto, a água fica mais fria do que era. A temperatura pode cair abaixo do ponto de congelamento da água pura.

Adicionar qualquer impureza a um líquido reduz seu ponto de congelamento. A natureza do composto não importa, mas o número de partículas que ele quebra no líquido é importante. Quanto mais partículas são produzidas, maior a depressão do ponto de congelamento. Assim, dissolver o açúcar na água também reduz o ponto de congelamento da água. O açúcar simplesmente se dissolve em moléculas únicas de açúcar, então seu efeito no ponto de congelamento é menor do que você obteria adicionando uma quantidade igual de sal, que se quebra em duas partículas. Sais que se quebram em mais partículas, como cloreto de magnésio (MgCl_dois) têm um efeito ainda maior no ponto de congelamento. O cloreto de magnésio se dissolve em três íons - um cátion de magnésio e dois ânions de cloreto.

Por outro lado, adicionar uma pequena quantidade de partículas insolúveis pode realmente ajudar a água a congelar em um mais alto temperatura. Embora haja um pouco de depressão do ponto de congelamento, ela está localizada perto das partículas. As partículas atuam como sítios de nucleação que permitem a formação de gelo. Esta é a premissa por trás da formação de flocos de neve nas nuvens e como as estações de esqui fazem neve quando está um pouco mais quente do que congelante.

Use Sal para Derreter Gelo - Atividades

• Você pode demonstrar o efeito de depressão do ponto de congelamento você mesmo, mesmo que não tenha uma calçada gelada à mão. Uma maneira é fazer o seu próprio sorvete em saquinho , onde a adição de sal à água produz uma mistura tão fria que pode congelar sua guloseima.
• Se você quer apenas ver um exemplo de como gelo frio mais sal pode ficar, misture 33 onças de sal com 100 onças de gelo picado ou neve. Tome cuidado! A mistura será de cerca de -6 ° F (-21 ° C), o que é frio o suficiente para causar queimaduras se você segurar por muito tempo.
• Obtenha uma melhor compreensão da depressão do ponto de congelamento examinando o efeito da dissolução de diferentes substâncias na água e observando a temperatura necessária para congelá-la. Bons exemplos de substâncias para comparar são o sal de cozinha (cloreto de sódio), cloreto de cálcio e açúcar. Veja se você pode dissolver massas iguais de cada substância na água para obter uma comparação justa. O cloreto de sódio se decompõe em dois íons na água. O cloreto de cálcio forma três íons em água. O açúcar se dissolve na água, mas não se decompõe em nenhum íon. Todas essas substâncias diminuirão o ponto de congelamento da água.
• Leve o experimento um passo adiante, explorando a elevação do ponto de ebulição, outra propriedade coligativa da matéria. A adição de açúcar, sal ou cloreto de cálcio mudará a temperatura na qual a água ferve. O efeito é mensurável?