مثير للإعجاب

ذوبان الثلوج والجليد مع الملح

ذوبان الثلوج والجليد مع الملح

إذا كنت تعيش في منطقة ذات شتاء بارد وجاف ، فمن المحتمل أن تكون قد واجهت الملح على الأرصفة والطرق. وذلك لأن الملح يستخدم في إذابة الجليد والثلوج ومنعه من التجمد. يستخدم الملح أيضًا لصنع الآيس كريم محلي الصنع. في كلتا الحالتين ، يعمل الملح عن طريق خفض نقطة انصهار أو تجميد الماء. التأثير يسمى "نقطة تجميد الاكتئاب".

كيف يعمل تجميد نقطة الاكتئاب

عندما تضيف الملح إلى الماء ، فإنك تدخل جزيئات غريبة مذابة في الماء. تصبح درجة تجمد الماء أقل حيث يتم إضافة المزيد من الجزيئات حتى النقطة التي يتوقف فيها الملح عن الذوبان. للحصول على محلول ملح الطعام (كلوريد الصوديوم ، كلوريد الصوديوم) في الماء ، تكون درجة الحرارة هذه -21 درجة مئوية (-6 فهرنهايت) في ظل ظروف المختبر الخاضعة للرقابة. في العالم الواقعي ، على رصيف حقيقي ، يمكن لكلوريد الصوديوم إذابة الجليد فقط إلى حوالي -9 درجة مئوية (15 درجة فهرنهايت).

الخواص التجميعية

الاكتئاب عند نقطة التجمد هو خاصية ملتصقة بالماء. خاصية التلازم هي خاصية تعتمد على عدد الجسيمات في المادة. جميع المذيبات السائلة مع جزيئات الذائبة (المذاب) تثبت خواص متلازمة. تشمل الخصائص الأخرى المرتبطة بالتسلسل ارتفاع نقطة الغليان وخفض ضغط البخار والضغط الاسموزي.

المزيد من الجسيمات يعني قوة ذوبان أكثر

ليس كلوريد الصوديوم هو الملح الوحيد المستخدم لإزالة الجليد ، كما أنه ليس بالضرورة الخيار الأفضل. يذوب كلوريد الصوديوم إلى نوعين من الجزيئات: أيون الصوديوم وواحد كلوريد الصوديوم لكل جزيء كلوريد الصوديوم. إن المركب الذي ينتج عنه أيونات أكثر في محلول مائي من شأنه أن يخفض درجة تجمد الماء أكثر من الملح. على سبيل المثال ، كلوريد الكالسيوم (CaCl2يذوب إلى ثلاثة أيونات (واحد من الكالسيوم واثنان من كلوريد) ويقلل من درجة تجمد الماء أكثر من كلوريد الصوديوم.

الأملاح المستخدمة لإذابة الجليد

فيما يلي بعض مركبات إزالة الجليد الشائعة ، بالإضافة إلى الصيغ الكيميائية ومدى درجة الحرارة ومزاياها وعيوبها:

اسممعادلةأدنى درجة الحرارة العمليةالايجابياتسلبيات
كبريتات الامونيوم(NH4)2وبالتالي4-7 درجة مئوية
(20 فهرنهايت)
سمادأضرار ملموسة
كلوريد الكالسيومCaCl2-29 درجة مئوية
(-20 فهرنهايت)
يذوب الجليد بشكل أسرع من كلوريد الصوديوميجذب الرطوبة ، الأسطح الزلقة أدناه -18 درجة مئوية (0 درجة فهرنهايت)
خلات المغنيسيوم الكالسيوم (CMA)كربونات الكالسيوم3، كربونات المغنيسيوم MgCO3، وحامض الخليك CH3COOH-9 درجة مئوية
(15 فهرنهايت)
أسلم للخرسانة والنباتاتيعمل بشكل أفضل لمنع إعادة الجليد من مزيل الثلج
كلوريد الماغنيسيومMgCl2-15 درجة مئوية
(5 فهرنهايت)
يذوب الجليد بشكل أسرع من كلوريد الصوديوميجذب الرطوبة
خلات البوتاسيومCH3COOK-9 درجة مئوية
(15 فهرنهايت)
قابلة للتحللتآكل
كلوريد البوتاسيومبوكل-7 درجة مئوية
(20 فهرنهايت)
سمادأضرار ملموسة
كلوريد الصوديوم (ملح الصخور ، الهاليت)كلوريد الصوديوم-9 درجة مئوية
(15 فهرنهايت)
يحافظ على أرصفة جافةتآكل ، والأضرار الخرسانة والنباتات
اليورياNH2CONH2-7 درجة مئوية
(20 فهرنهايت)
سمادالصف الزراعية تآكل

العوامل التي تؤثر على اختيار الملح

في حين أن بعض الأملاح أكثر فعالية في ذوبان الجليد من غيرها ، إلا أن هذا لا يجعلها بالضرورة الخيار الأفضل لتطبيق معين. يستخدم كلوريد الصوديوم في صناعة الآيس كريم لأنه غير مكلف ومتوفر بسهولة وغير سام. ومع ذلك ، يتم تجنب كلوريد الصوديوم (NaCl) من أجل تمليح الطرق والأرصفة لأن الصوديوم يمكن أن يتراكم ويزعزع توازن المنحل بالكهرباء في النباتات والحياة البرية ، بالإضافة إلى أنه يمكن أن يفسد السيارات. كلوريد المغنيسيوم يذوب الجليد بسرعة أكبر من كلوريد الصوديوم ، لكنه يجذب الرطوبة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى ظروف البقعة. يعتمد اختيار الملح لإذابة الجليد على تكلفته وتوافره وتأثيره البيئي والسمية والتفاعلية ، بالإضافة إلى درجة الحرارة المثلى.