Lorsque les routes sont recouvertes d'une couverture de glace, faire de la voiture ordinaire un danger potentiel, utiliser du sel ordinaire pour couvrir les routes dissout la glace. Mais pourquoi cela fonctionne-t-il? Et le sucre, aussi un composé blanc cristallin, difficile à distinguer du sel sans goût, fonctionne-t-il aussi?

Expérience

Placez trois bouteilles dans un congélateur, une contenant du robinet l'eau, une seconde avec une solution de sel saturée, et une troisième avec une solution sucrée saturée. Vous trouverez l'eau du robinet se fige comme prévu. L'eau sucrée se transforme en neige fondue avec des plaques gelées, mais l'eau salée ne gèlera pas du tout. Ce phénomène démontre la dépression du point de congélation.

Dépression du point de congélation

La dépression du point de congélation fait référence à l'observation qu'une substance pure (eau) a un point de fusion /congélation défini (0 ' C), mais l'addition d'une impureté (c'est-à-dire le sel, le sucre), ainsi que l'abaissement de cette température, l'étale également de sorte qu'il y a un point de fusion /congélation moins défini et plus diffus. Plus la quantité d'impureté est grande, plus le point de fusion /congélation est bas. En d'autres termes, la dépression du point de congélation est une propriété colligative. Et quand il s'agit de propriétés colligatives de solutions, c'est le nombre de molécules de soluté qui importe, pas le type de soluté. En comparant deux solutions, chacune contenant la même quantité de sel ou de sucre, la solution de sel abaissera le point de congélation . C'est parce que 1 gramme de sel contient plus de molécules de sel que 1g de sucre contient des molécules de sucre.

Concentration de Solute

Les chimistes utilisent des moles, une unité égale en nombre à la masse moléculaire (mesurée en daltons) d'une substance, mais en grammes, pour préparer une solution avec un nombre spécifié de molécules de soluté. Une mole d'une substance a exactement le même nombre de molécules qu'une mole de toute autre substance. Le sucre de table (saccharose), C12H22O11, a un poids moléculaire de 342 daltons. Pour obtenir une mole de saccharose, peser 342g. Le sel de table, NaCl, a un poids moléculaire de 58 daltons. Pour obtenir une mole de sel, peser 58g. Notez que vous avez besoin de presque six fois plus de saccharose pour obtenir le même nombre de molécules dans une mole de sel.

Equilibre glace et eau

Dans des conditions normales, l'eau solide est en équilibre avec l'eau liquide à sa température de congélation standard de 0 ° C, ce qui signifie que l'eau existera sous forme liquide ou solide, et commencera à fondre ou à geler. Pour cette raison, la glace est recouverte d'une fine couche d'eau. Les molécules dans la phase solide échangent constamment des places avec des molécules dans la phase liquide. Ce comportement de l'eau permet d'utiliser le sel pour faire fondre la glace.

Glace fondante

Le sel répandu sur les routes couvertes de glace se dissout dans le film d'eau qui recouvre la glace, créant ainsi une solution à son point de congélation. Les molécules solides se déplacent dans la phase liquide, mais ne retournent plus dans le solide. Équilibrez les pointes vers la phase liquide, de plus en plus de molécules se retrouvent en solution, faisant ainsi fondre la glace.