Почему соль плавит лёд
Почему тает лед, посыпанный солью? Занимательная химия для детей
Если Ваш ребенок достиг возраста “почемучки”, наверняка, он спрашивал, зачем зимой дорожки посыпают солью? Думаю, на этот вопрос Вы весьма справедливо ответили: “Чтобы не было скользко” или “Чтобы лед и снег растаяли”. Что ж, предвосхищая последующие вопросы маленького любознательного человека, предлагаем провести следующий эксперимент, который поможет разобраться, почему тает снег и лед посыпанный солью при температуре ниже, чем предписанные законами физики 0 градусов; наглядно продемонстрировать ребенку, каким образом соль воздействует на лед; ну и конечно весело и с пользой провести время всем вместе.
Итак, для этого по настоящему занимательного опыта по химии нам понадобятся:
– лоточки, мисочки для замораживания льда
– вода
– пищевые красители
– соль
Мы уже рассказывали о трех состояниях воды и о ряде опытов и наблюдений, которые Вы можете запросто выполнить в домашних условиях. Одним из них было наблюдение за замерзанием воды и таянием льда.
Что ж, приступим. Для начала наберем воду в лоточки и разнообразные формочки и поставим их в морозильную камеру или вынесем на балкон или на улицу, если там достаточно холодно. На самом деле, можно воспользоваться и обычной формой для замораживания льда, но тогда кубики получаются слишком маленькие для того, чтобы наблюдать за туннелями, которые возникают в процессе таяния льда при воздействии на него солью. Когда вода основательно замерзнет, выкладываем куски льда на поднос с высокими бортами или в глубокую тарелку. Предлагаем малышу посыпать лед солью. Для моего сына – это был настоящий праздник. Сыпать соль, много-много, а не маленькую ложечку в суп или кашку, когда готовим вместе)))
Затем сверху посыпали пищевыми красителями разных цветов. На самом деле, можно взять жидкую акварель и смешать ее с солью или растворить в небольшом количестве воды гуашь и соль и уже этим раствором при помощи пипетки поливать ледяные фигуры. Но и первый вариант отлично работает. Для эксперимента один брусок льда мы посыпали мелкой пищевой солью, второй и третий – крупной. Затем все три посыпали пищевыми красителями, с той лишь разницей, что на первых двух сынок, вооружившись кисточкой, смешивал краситель с солью, затем снова посыпал солью и снова красителем. А третий я просто отставила в сторону, чтобы посмотреть, будут ли какие-нибудь отличия.
Должна признаться, энтузиазма ребенка хватило надолго. Он с удовольствием посыпал, смешивал соль с красителями и наблюдал за дорожками-туннелями, которые появлялись во льду и окрашивались разными цветами. Мы обсудили еще раз, что лед холодный, а в комнате тепло и он тает. К тому же мы посыпаем его солью, таким образом ускоряя процесс таяния в результате которого лед превращается в воду (в нашем случае скорее в цветную жидкость-раствор из воды, соли и красок).
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ХИМИЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ. ОБЪЯСНЕНИЕ
Как известно вода замерзает при температуре 0 градусов. Когда мы добавляем соль, мы получаем соляной раствор, который замерзает при температуре ниже 0. 10% раствор замерзает при температуре – 6, а 20% при температуре – 16. На дорогах и тротуарах, посыпая лед солью, мы заставляем его растаять, так как соль растворяется в воде и снижает точку ее замерзания.
Когда в данном опыте мы наблюдали за тем, как соль заставляет лед таять, мы наглядно видели, как происходит процесс растворения соли – вначале лед вокруг кристалла соли тает, а затем процесс таяния распространяется от этой точки. Если же температура на улице ниже 12 градусов посыпать дороги солью не имеет большого смысла, так как соль не может проникнуть в воду и раствориться в ней. В таком случае гораздо эффективнее просто посыпать дороги песком, таким образом обеспечив сцепление с поверхностью.
БОЛЕЕ НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ.
Когда мы смешиваем соль со снегом происходит два процесса: разрушается кристаллическая структура соли с поглощением тепла, а также гидратация ионов с выделением тепла в окружающую среду. Для поваренной соли и хлористого кальция первый процесс превалирует над вторым. Именно поэтому происходит активный отбор тепла из окружающей среды при смешивании снега с этими солями. Стоит также отметить, что соляные растворы замерзают при температуре ниже 0 градусов. Другими словами, добавление соли к воде снижает точку ее замерзания. Поэтому чтобы снег и лед растаяли и повторно не замерзали при температуре ниже 0, их посыпают этими солями.
Как соль воздействует на лед — разбираем механизм плавления
Каким образом техническая соль или антигололедные реагенты приводят к плавлению льда? Разбираемся. Прежде всего определим, что это за процесс и как его применяют в устранении гололедицы.
Точка плавления
Что такое плавление льда? Это процесс таяния снега или льда при определенных условиях. Без внешнего влияния, то есть действия извне снег начинает переходить в жидкое состояние при отметке 0℃.
Для того чтобы разрушить структуру льда применяют механический способ удаления ломом или подвергают субстанцию нагреванию. Но так, как в природных условиях это весьма проблемно, применяют простой способ: понижают точку плавления льда. То есть, если вода переходит в твердое состояние при температурах начиная с нулевой отметки термометра, то соленый аналог — вплоть до минус 55-60℃.
Этим и пользуются специалисты, создающие противогололедные средства. Понижая точку плавления, можно быстро убрать лед с территории участка.
Благодаря этому методу ледяное покрытие становится вязким и легко удаляется с помощью лопаты.
Механизм плавления льда технической солью
Принцип действия технической соли можно описать так:
1. Постепенно растворяясь, раствор хлорида натрия делает лед соленым, и температура плавления льда падает. Для примера, раствор хлорида натрия (23%) замерзает при T=-21℃, а 30%-я соль кальция при температуре -55℃.
2. Молотая соль (хлорид натрия) действует постепенно, расплавляя сначала поверхность льда, затем и по всей толщине. Первые три – четыре часа ее скорость плавления меньше, чем у хлорида кальция. Эффективность соли ограничена ее климатическими рамками, при минусовой температуре менее 10℃, она перестает действовать.
Проблема вреда от соленого раствора
Соль при растапливании льда нередко приводит к образованию грязной жидкости, с высоким уровнем хлоридных соединений. Этот раствор негативно влияет на растения, приводит к порче обуви и покрышек, а также другим отрицательным проявлениям, поэтому были придуманы способы минимизировать вред от использования технической соли.
Они включают в себя правила применения технической соли, соблюдение предписанных дозировок. Так, на 1 квадратный метр дорожного полотна или участка должно расходоваться не более 450 граммов соли. Независимо от объема покрытия. Так как при большем объеме вред от использования превышает ощутимые преимущества уменьшения скольжения по зеркальному льду.
В составе антигололедных реагентов помимо хлорида натрия имеются дополнительные антикоррозийные добавки, которые препятствуют появлению ржавчины металлических деталей и порче дорожного покрытия.
Смесь песка и соли помогает справиться с гололедом и свести риск отрицательного влияния хлорида натрия на окружающую среду. Комбинация двух веществ кроме плавления льда придает поверхности шершавость, подобную наждачной бумаге, так что автомобили и обувь не скользят по дороге.
Другие новости
Чем растопить снег и лед – используем соль и реагенты
При появлении наледи на улице и большом выпадении снега механическая уборка не всегда оказывается эффективной. Применение реагентов представляет собой современный способ избавиться от сугробов и растопить ледяную корку.
Как убрать лед, если под рукой нет реагентов?
Уборка снега и льда зимой может осуществляться не только с помощью специальных химических средств: в ряде случаев применять их нельзя или экономически невыгодно. Если под рукой нет таких веществ, можно использовать ряд иных способов.
Чистка снега и льда – какую современную технику использовать?
Процедура очистки дорог от снежного наката и наледи невозможна без применения специальной техники. С ее помощью выполняются практически все действия по уборке на дорогах и магистралях, начиная от дробления льда и заканчивая транспортировкой.
Скопления льда и снега – как предотвратить ДТП на дорогах
Многие дорожно-транспортные происшествия зимой случаются по причине ухудшения управляемости при скоплении снега и льда. Своевременная уборка осадков позволяет снизить количество аварий и повысить безопасность участников движения.
Некачественная уборка снега и льда – кто виноват и что делать?
Жители нашей страны довольно часто сталкиваются с такой проблемой, как некачественная уборка снега и льда. Данная проблема сказывается на безопасности пешеходов и автомобилистов.
22 февраля 2017
Как убирают лед и снег
Одной из главных проблем коммунальных служб считается уборка снега и наледи. Какие же технологии сегодня используются в нашей стране для решения данной проблемы?
15 февраля 2017
Куда пожаловаться на уборку льда и снега
К сожалению, в нашей стране не редкостью являются заснеженные и обледенелые дворы и дороги, которые угрожают здоровью как пешеходов, так и автомобилистов. Что же делать с этой проблемой и куда жаловаться на уборку льда и снега?
12 февраля 2017
Уборка снега и наледи – эффективные средства
Уборка снега и наледи требует применения различных вспомогательных средств, которые позволяют быстро и эффективно устранить любые последствия снегопада.
Приспособления для уборки снега: от лопаты до реагентов
Уборка снега является достаточно трудозатратным процессом. Поэтому для проведения уборки принято использовать вспомогательные приспособления. Это могут быть как лопаты, так и реагенты, которые способствуют устранению наледи.
Лед на лестницах и ступенях – как и чем убрать быстро
Наледь, образовавшаяся на лестницах и ступенях, часто является причиной получения травм и переломов. Чтобы избежать таких проблем, необходима быстрая уборка льда.
Почему соль разъедает лёд?
Температура плавления соленой воды ниже, чем пресной воды. Кроме того, соли, растворяясь в воде, охлаждают раствор.
Соль, попадая на лед, диффундирует, в результате чего соленый лед сначала охлаждается, а затем, вернувшись к температуре окружающей среды, превращается в соленую воду. Выглядит это, как будто соль разъедает лед.
Соль просто разъедает снег и лед, ведь в ее состав входят хлор и натрий которые способны менять состав люда химической реакцией они уничтожают льдинки и быстро превращают его в воду, поэтому зимой часто сыпят соль на дорогах для того что-бы проехать.
Ответ на этот вопрос прост соль состаит из натрия и хлора.В школе на химии учительница показала интересный опыт в пробирку бросила кусочек чистого натрия произошла бурная реакция с выделением тепла.Так как соединение натрий хлор легко растворимое натрий вступая в контакт со льдом или снегом начинает выделять тепло, от чего и происходит таяние, а хлор попросту испаряется.
Обычная поваренная соль состоит из двух элементов периодической таблицы Менделеева : натрия и хлора. При соединении натрия с водой – происходит реакция с выделением теплоты, при этом хлор остается без пары и выделяется. А мы наблюдаем эффект таяния льда.
Потому что в обычной поваренной соли есть всего два вещества, это хлор и натрий. Когда натрий соединяется с водой происходит реакция и это способствует выделению тепла, в этом случае хлор остается один и происходит таяние льда.
Если пищевую соль в качестве примеси добавить в мелкодробленый лед, то последний меняет некоторые свойства. При этих условиях его плавление происходит при минусовых температурах более низких. От степени измельчения слоя этого дробленого льда, скорости его перемешивания с поваренной солью , а также соотношения этих двух веществ зависит t-ра плавления такой воды в замороженном состоянии. Поэтому при посыпании солью ледяного слоя мы получаем определенный пограничный слой, в котором совершенно иначе плавится такая смесь, разрушаются ледяные кристаллы.
Источники:
http://nashideto4ki.ru/9066-pochemu-taet-led-posypannyy-solyu-zanimatelnaya-himiya-dlya-detey.html
http://icemelt.su/vajnoe_o_reagentah/kak_sol_vozdeistvyet_na_led__razbiraem_mehanizm_plavleniia/
http://www.bolshoyvopros.ru/questions/184803-pochemu-sol-razedaet-ljod.html
