Танення снігу та льоду сіллю

Колігативні властивості та зниження температури замерзання

• Хімія
  • Хімія в повсякденному житті
  • основи
  • Хімічні закони
  • Молекули
  • Періодична таблиця
  • Проекти та експерименти
  • Науковий метод
  • Біохімія
  • Фізична хімія
  • Медична хімія
  • Відомі хіміки
  • Діяльність для дітей
  • Скорочення та акроніми

  Якщо ви живете в регіоні з холодною та крижаною зимою, ви, ймовірно, стикалися з сіллю на тротуарах і дорогах. Це пояснюється тим, що сіль використовується для розтоплення льоду та снігу та запобігання повторному замерзанню. Сіль також використовується для приготування домашнього морозива . В обох випадках сіль знижує температуру плавлення або замерзання води . Ефект називається « зниження точки замерзання ».

  Як працює зниження точки замерзання

  Коли ви додаєте сіль у воду, ви вводите у воду розчинені сторонні частинки. Точка замерзання води стає нижчою, оскільки додається більше частинок, поки сіль не перестане розчинятися. Для розчину кухонної солі ( хлориду натрію , NaCl) у воді ця температура становить -21 C (-6 F) у контрольованих лабораторних умовах. У реальному світі, на справжньому тротуарі, хлорид натрію може розтопити лід лише приблизно до -9 C (15 F).

  Колігативні властивості

  Зниження температури замерзання є колігативною властивістю води. Колігативна властивість — властивість, що залежить від кількості частинок у речовині. Усі рідкі розчинники з розчиненими частинками (розчиненими речовинами) демонструють колігаційні властивості . Інші колігативні властивості включають підвищення температури кипіння , зниження тиску пари та осмотичний тиск.

  Більше частинок означає більше сили плавлення

  Хлорид натрію — не єдина сіль, яка використовується для розморожування, і не обов’язково найкращий вибір. Хлорид натрію розчиняється на два типи частинок: один іон натрію та один іон хлориду на молекулу хлориду натрію. Сполука, яка дає більше іонів у водний розчин, знизить температуру замерзання води більше, ніж сіль. Наприклад, хлорид кальцію (CaCl ₂ ) розчиняється на три іони (один іон кальцію і два іони хлориду) і знижує температуру замерзання води більше, ніж хлорид натрію.

  Солі, що використовуються для плавлення льоду

  Нижче наведено деякі поширені засоби для запобігання зледененню, а також їх хімічні формули , діапазон температур, переваги та недоліки:

  Ім’я	Формула	Найнижча практична темп	плюси	мінуси
  Сульфат амонію	(NH 4 ) 2 SO 4	-7 C (20 F)	Добриво	Пошкоджує бетон
  Хлорид кальцію	CaCl 2	-29 C (-20 F)	Розтоплює лід швидше, ніж хлорид натрію	Притягує вологу, поверхні слизькі нижче -18°C (0°F)
  Ацетат кальцію магнію (CMA)	Карбонат кальцію CaCO 3 , карбонат магнію MgCO 3 і оцтова кислота CH 3 COOH	-9 C (15 F)	Найбільш безпечний для бетону та рослинності	Працює краще, щоб запобігти повторному обмерзанню, ніж як засіб для видалення льоду
  Хлорид магнію	MgCl 2	-15 C (5 F)	Розтоплює лід швидше, ніж хлорид натрію	Притягує вологу
  Ацетат калію	CH 3 COOK	-9 C (15 F)	Біорозкладаний	Корозійний
  Хлорид калію	KCl	-7 C (20 F)	Добриво	Пошкоджує бетон
  Хлорид натрію (кам’яна сіль, галіт)	NaCl	-9 C (15 F)	Зберігає тротуари сухими	Їдкий, пошкоджує бетон і рослинність
  сечовина	NH 2 CONH 2	-7 C (20 F)	Добриво	Сільськогосподарський клас є корозійним

  Фактори, які впливають на вибір солі

  Хоча деякі солі ефективніші для розтоплення льоду, ніж інші, це не обов’язково робить їх найкращим вибором для певного застосування. Хлорид натрію використовується для виготовлення морозива, тому що він недорогий, легкодоступний і нетоксичний. Тим не менш, хлорид натрію (NaCl) не використовують для солі доріг і тротуарів, оскільки натрій може накопичуватися та порушувати електролітний баланс у рослинах і дикій природі, а також може викликати корозію автомобілів. Хлорид магнію розтоплює лід швидше, ніж хлорид натрію, але він притягує вологу, що може призвести до слизьких умов. Вибір солі для розтоплення льоду залежить від її вартості, доступності, впливу на навколишнє середовище, токсичності та реакційної здатності, а також від оптимальної температури.

  Як використовувати сніг, коли у вас немає водопроводу

  Зараз у багатьох людей у ​​Техасі є електрика, але немає води, і вони звертаються до танення снігу, щоб щось попити чи помитися. Ця техніка справді працює, як добре знають туристи взимку, але є кілька порад, які допоможуть вам працювати ефективно.

  Виберіть широкий горщик

  Хоча ви можете розтопити сніг у будь-якій каструлі (навіть у глиняному горщику), чим він ширший, тим більше снігу ви можете принести безпосередньо до найгарячішої частини каструлі.

  Знайди чистий сніг

  Усе, що міститься в снігу, який ви розтопите, стане частиною вашої води, тому особливо подбайте про те, щоб знайти чистий сніг, якщо ви збираєтеся його пити або готувати з ним. Кип’ятіння може вбити мікроорганізми, але воно не позбавить від бруду чи хімікатів.

  Пише альпініст Енді Левікі що він уникає снігу під гілками дерев і що він любить уникати снігу на самій поверхні. Шукайте будь-які видимі ознаки забруднення снігу, як-от бруд або сумнозвісний «жовтий сніг» (сеча).

  Зауважте, що вам знадобиться a багато снігу. Ваша купа майже не зменшиться, коли ви її нагрієте, тому збирайте більше, ніж ви думаєте, що вам знадобиться.

  Для початку розтопіть невелику кількість

  Ви розтоплюєте сніг, додаючи сніг у воду, тому починати потрібно з води. Якщо у вас є чашка або близько того звичайної води, налийте її в каструлю. Якщо ні, почніть з кількох жмень снігу і не додавайте більше, поки він не розтане.

  Вода на дні каструлі проводить тепло і захищає каструлю від горіння. Якщо ви знехтуєте цією порадою та наберете повний горщик снігу, це може зайняти багато часу та витратити багато палива, щоб його розтопити.

  Коли вода нагріється на дні каструлі, додайте сніг потроху.

  Використовуйте кришку

  Як тільки вода почне нагріватися, вона почне перетворюватися на теплу водяну пару. Тримайте горщик кришкою, і ви, по суті, запарите сніг, розтанувши його швидше.

  Не кип’ятіть, якщо ви не п’єте

  яка ваша мета Якщо ви хочете переконатися, що його безпечно пити, нагрійте його до кипіння та дайте йому кипіти цілу хвилину. (Талий чистий сніг зазвичай вважається безпечним для туристів, але CDC рекомендує кип’ятити його . Краще перестрахуватися, ніж потім шкодувати.)

  Але якщо вам потрібна вода лише для миття або якщо у вас є інший спосіб очищення води, щоб переконатися, що вона безпечна для пиття, заощадьте час і паливо. Щоб розтопити сніг, вода повинна бути лише теплішою за сніг; підійде тепле.

  Подумайте про фільтрування готової води

  Якщо вам неприємно пити сніг, зібраний у вашому дворі, ви можете відфільтрувати або обробити воду, як під час кемпінгу. (REI має a посібник із фільтрів і очищувачів тут .)

  Якщо ви розтопили сніг і виявили в ньому бруд або шматочки рослинності, їх можна видалити, пропустивши воду через кавовий фільтр.