Что происходит со льдом, когда его посыпают солью?
Соленая вода замерзает при меньшей температуре, чем пресная.
Факт известный и при температура замерзания зависит как от концентрации соли, так и от её химической формулы.
Например, насыщенный раствор поваренной соль замерзает, примерно, при -14, если концентрация меньше — при меньшей, соответственно. При использовании других солей, можно добиться температуры замерзания и ниже -20 по Цельсию.
Однако, температура замерзаний и температура таяния, в практическом плане, примерно одно и тоже.
Когда мы посыпаем лед поваренной солью, например, при температуре от -1 до -14, на поверхности соли, за счет диффузии молекул воды и соли возникает пленка насыщенного раствора, жидкая пленка. Пленка соприкасается со льдом, насыщает его, плавит, раствор становится менее насыщенным и новые порции соли переходят от кристалла в раствор и так до полного растворения кристалла.
Если соли мало, то они в процессе растворения и под действием силы тяжести протаивают вертикальные отверстия и лед становится пористым и более хрупким. Если соли много, то весь лед переходит в раствор и уходит с дорог в канализационные люки или землю по краям дорог, а в процессе создает водно-ледовую кашу.
Лед и соль
Скользкие дороги – это масштабная проблема, которая касается всех без исключения – и пешеходов, и водителей. Температура плавления чистой воды 0 0 С. Если внести в лед примесь поваренной соли, то лед начинает плавиться при более низких минусовых температурах. Температура плавления зависит от соотношения льда и соли, скорости перемешивания и даже степени измельчения льда.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| led_i_sol.docx | 26.01 КБ |
| led_i_sol.pptx | 737.52 КБ |
Предварительный просмотр:
1. Особенности соляных растворов
2. Солёный лёд в природе
4. Практическая часть
4.1 Зависимость температуры кристаллизации воды от концентрации соли.
4.2 Приготовление мороженого из сока
Список используемой литературы
Скользкие дороги – это масштабная проблема, которая касается всех без исключения – и пешеходов, и водителей. Из-за гололеда буквально в разы возрастает опасность дорожных аварий и травм.
В крупных городах России для борьбы со скользкими дорогами используют смеси. В свойствах смесей есть интересная закономерность: температура плавления смеси нескольких веществ ниже, чем температура плавления каждого из чистых веществ по отдельности. Так температура плавления чистой воды (в виде льда или снега) 0 0 С. Если внести в лед примесь поваренной соли, то лед начинает плавиться при более низких минусовых температурах. Температура плавления зависит от соотношения льда и соли, скорости перемешивания и даже степени измельчения льда.
Меня заинтересовало это явление, и я решил исследовать его особенности.
Цель: изучить физические свойства солёного снега (солёных растворов) и рассмотреть практическое применение этих исследований.
1. Изучить литературу по данной теме.
2. Провести экспериментальные исследования.
3. Рассмотреть применение подобных явлений.
Особенности соляных растворов
При смешивании соли со снегом наблюдаются два процесса:
1) разрушение кристаллической решетки соли, процесс происходит с поглощением тепла;
2) гидратация (взаимодействие воды с химическими соединениями) ионов, процесс происходит с выделением тепла в окружающую среду.
Ещё одна особенность соляных растворов состоит в том, что их точка замерзания ниже 0°C.Чтобы снег на дорогах таял при температуре ниже 0°C, его посыпают этими солями.
Чтобы расплавить кристаллы льда нужно огромное количество энергии, которая берется из самой смеси. В итоге, температура смеси резко падает.
Солёный лёд в природе
В XVII веке существовало убеждение о том, что прочный лёд может образоваться при замерзании лишь пресной воды, а морская вода из-за своей солёности не может дать прочного льда. Как полагали, лёд, образующийся при замерзании морской воды, должен быть обязательно непрочным и рыхлым. Поэтому в те времена, с упорством, достойным лучшего применения, снаряжались экспедиции к Северному полюсу, заранее обречённые на неудачу – парусники всякий раз застревали во льдах. Из морской воды образуется исключительно прочный многолетний полярный лёд (паковый лёд), при низких температурах он может быть настолько твёрдым, что об него расплющиваются свинцовые пули; к тому же многолетний полярный лед дает при таянии практически пресную воду. Морской лёд жители Севера употребляют в пищу. Лёд они выбирают старый, многолетний, так как он малосолёный, а свежезамороженный морской лёд солёный. Сам процесс замерзания морской воды оказывается сложным. Во-первых, температура замерзания солёной воды уменьшается по мере возрастания степени солёности. Во-вторых, кристаллическая решётка льда может образовываться лишь из атомов кислорода и водорода – она не допускает замены этих атомов какими-либо другими. Отсюда следует, что сами кристаллы льда – это всегда чистый лёд, независимо от того, из какой воды он образовался, пресной или солёной. При замерзании рассола лёд образуется только из растворителя (чистой воды), а соли концентрируются в жидком рассоле. По мере образования льда концентрация солей в рассоле будет возрастать. А это, в свою очередь, означает, что температура замерзания будет уменьшаться – в результате весь процесс замораживания затормозится.
Применяют это явление для борьбы с гололедом на дорогах в больших городах.
Во-первых, посыпав дорогу солью, получаем пограничный слой, в котором смесь льда и соли начинает плавиться, потому что температура замерзания этого слоя ниже, соленая вода не замерзает даже при -15 0 С. Проезжая часть быстро очищается ото льда и снега, повышается безопасность движения. Высыпать несколько мешков соли намного быстрее, чем собирать тонны снега.
Вторая причина, зачем дороги посыпают солью в морозную погоду – экономическая целесообразность. Удалять снег с проезжей части механическим способом дорого. Приходится задействовать экскаваторы, бульдозеры, самосвалы и другую технику. Чтобы посыпать дорогу реагентом, достаточно одной машины. Надо просто обработать поверхность проезжей части, растаявший снег и лед стекает в кюветы и стоки. Экономится топливо и трудовые ресурсы.
Смесь соли и льда можно использовать в домашних условиях. Например, охладить напитки в течение нескольких минут или приготовить мороженое из сока.