Det är vanligt att sprida is på vägbanor för att smälta vinteris, men i frånvaro av is kan du också använda socker. I själva verket kan du använda alla ämnen som upplöses i vatten. Socker fungerar inte lika bra som salt, och det är frågan om allt det klibbiga vattnet som förvandlar vägkanten till taffy. Men eftersom det sänker vattenens fryspunkt, skulle is smälta, så länge utetemperaturen inte är för kallt. Anledningen till att detta händer är att allt löst ämne som löses upp i vatten stör vattenmolekylernas förmåga att sammanfogas till en fast form.

TL; DR (för lång; har inte läst)

Socker sänker vattenens fryspunkt genom att binda till vattenmolekylerna och skapa mer utrymme mellan dem. Detta hjälper dem att övervinna de elektrostatiska krafterna som binder dem till en fast struktur. Detsamma gäller för alla ämnen som upplöses i vatten.
av vatten och is. ••• Foto av Jonathan Percy på Unsplash

När vatten är i fast tillstånd av is binds molekylerna med varandra in i en kristallstruktur från vilken ingen av dem har energi att fly. När temperaturen stiger får molekylerna vibrationsenergi och rörelsefrihet. På en kritisk punkt kan de bryta sig loss från de elektrostatiska krafterna som binder dem in i en kristallin struktur och rör sig mer fritt i flytande tillstånd. Du känner till denna kritiska punkt, eftersom det är smältpunkten vid 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius).

När vatten är i flytande tillstånd, och du sänker temperaturen, förlorar molekylerna energi och så småningom smälter samman till 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 "vilande" tillstånd som en grupp katter som kramar samman för att undvika vinterkylan. Återigen är det de elektrostatiska attraktionskrafterna de utövar på varandra som får detta att hända.
Lägg till lite socker. ••• Wavebreakmedia Ltd /Wavebreak Media /Getty Images

Alla lösta ämnen som kommer att lösas upp i vatten sänker fryspunkten av en ganska enkel anledning. När ett ämne upplöses omger vattenmolekyler det och binds till det elektrostatiskt. Lösningen ger utrymme mellan vattenmolekylerna och minskar attraktionen de utövar på varandra. Som ett resultat behöver de mindre energi för att upprätthålla sin rörelsefrihet och kommer att stanna i flytande tillstånd vid lägre temperaturer.

Detta händer om de lösta partiklarna är enskilda 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, skiljer socker inte vattenmolekylerna lika effektivt som mindre, starkare laddade joner, varför socker inte sänker smältpunkten lika effektivt som salt. Ett annat relaterat skäl är att effekten på fryspunkten beror på volymen av löst ämne. 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. • •• Vlad Turchenko /iStock /Getty Images}

lite felaktigt att säga att socker smälter is. Det som faktiskt händer är att det sänker fryspunkten, så att vatten kan stanna i flytande tillstånd vid en kallare temperatur. Det gör detta genom att ge utrymme mellan vattenmolekylerna och minska deras attraktion på varandra. Om du kastar socker på is vid 30 grader Fahrenheit (-1,1 grader Celsius) smälter isen, men om temperaturen sjunker, fryser vattnet så småningom. Den nya fryspunkten är lägre än för rent vatten, men högre än det skulle vara om du kastade salt på isen.