Det är vanligt att sprida is på vägbanor för att smälta vinteris, men i frånvaro av is kan du också använda socker. Faktum är att du kan använda något ämne som löser upp i vatten. Socker skulle inte fungera lika bra som salt, och det är frågan om allt det klibbiga vattnet som vrider vägen in i taffy. Men eftersom det sänker fryspunkten för vatten smälter isen så länge utetemperaturen inte är för kall. Anledningen till detta händer är att varje lösningsmedel upplöst i vatten störde vattenmolekylernas förmåga att samlas i en fast form.
TL; DR (för länge, läste inte)
Socker sänker fryspunkten för vatten genom att binda med vattenmolekylerna och skapa mer utrymme mellan dem. Detta hjälper dem att övervinna de elektrostatiska krafter som binder dem till en solid struktur. Samma sak gäller för något ämne som löser sig i vatten.
Om vatten och is
När vatten är i isens fasta tillstånd, binder molekylerna varandra i en kristallstruktur från vilken ingen av dem har energi att fly. När temperaturen stiger, får molekylerna vibrationell energi och rörelsefrihet. Vid en kritisk punkt kan de bryta sig undan de elektrostatiska krafter som binder dem till en kristallin struktur och rör sig mer fritt i flytande tillstånd. Du vet denna kritiska punkt bra eftersom det är smältpunkten vid 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius).
När vatten är i vätsketillstånd, och du sänker temperaturen, förlorar molekylerna energi och så småningom samlas i en kristallstruktur. Vid denna kritiska temperatur, fryspunkten, har molekylerna inte tillräckligt med energi för att undkomma de elektrostatiska bindningarna som de utövar på varandra, så de bosätter sig i ett "sovande" tillstånd som en grupp katter som huddlar tillsammans för att undvika vinterkylan. Återigen är det de elektrostatiska dragkrafterna som de utövar på varandra som orsakar detta.
Lägg till lite socker
Alla lösningar som kommer att lösas upp i vatten sänker fryspunkten för en ganska enkel anledning. När ett ämne löser sig omger vattenmolekylerna det och binder det elektrostatiskt. Lösningsmedlet ger utrymme mellan vattenmolekylerna och minskar den attraktion som de utövar på varandra. Som ett resultat behöver de mindre energi för att behålla sin rörelsefrihet och kommer att hålla sig i flytande tillstånd vid lägre temperaturer.
Det händer om de lösta partiklarna är individuella joner, såsom natrium- och kloridjoner i salt , eller stora, komplexa molekyler såsom sackaros (bordsocker), som har den kemiska formeln C 12H 22O 11. Med 45 atomer per molekyl separerar inte socker vattenmolekylerna lika effektivt som mindre, starkare laddade joner. Därför sänker sockret inte smältpunkten lika effektivt som salt. En annan relaterad orsak är att effekten på fryspunkten är beroende av volymen av lösningsmedel. Eftersom sockermolekyler är så mycket större än saltjoner, kommer färre av dem att passa in i en viss mängd vatten. Socker smälter inte riktigt is Det är lite felaktigt att säga att socker smälter is Vad som faktiskt händer är att det sänker fryspunkten, så att vatten kan hålla sig i vätsketillståndet vid en kallare temperatur. Det gör detta genom att ge utrymme mellan vattenmolekylerna och minska deras attraktion på varandra. Om du slänger socker på is vid 30 grader Fahrenheit (-1,1 grader Celsius), kommer isen att smälta, men om temperaturen sjunker ned, kommer vattnet till slut att frysa. Den nya fryspunkten är lägre än ren vatten, men högre än vad du skulle göra om du kastade salt på isen.
