لماذا يذوب الملح الجليد؟
لماذا يذوب الملح الجليد؟
يتم استخدام ما يقرب من عشرين مليون طن من الملح سنويًا لإذابة الجليد والثلوج خلال فصل الشتاء في المناطق الشمالية. العلم الذي يقف وراءه ليس علم الصواريخ ، ولكن لا يمكن لأي شخص معرفة سبب ذوبان الملح للثلج. أولاً ، من المهم فهم نقطة تجمد الماء. عند 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) يتجمد الماء ويصلب. عند درجة الحرارة هذه ، يشكل الجليد طبقة رقيقة أعلى الطريق. الماء الموجود أعلى الجليد يذوبه بينما يجمد الجليد الماء تحته. عند درجة حرارة 0 مئوية ، يظل معدل التبادل بين الثلج والماء ثابتًا وتبقى كمية الجليد والمياه كما هي. عندما ترتفع درجة الحرارة فوق الصفر ، يذوب المزيد من الجليد إلى سائل ولكن إذا انخفضت درجة الحرارة ، يصبح المزيد من الماء جليدًا. الشوائب خفض نقطة تجميد الماء. إذا تم إضافة مركب أيوني مثل الملح إلى الماء ، فلن يتجمد الماء عند درجة حرارة 0 مئوية ، ولكن في درجة حرارة منخفضة. ومع ذلك ، لا يزال الماء يذوب الجليد عند درجة الحرارة مما يعني أنه سيكون هناك جليد أقل ومياه أكثر على الطريق.
كيف يخفض الملح نقطة تجمد الماء
يخفض الملح نقطة تجمد الماء من خلال مفهوم يعرف باسم "الاكتئاب عند نقطة التجمد". يجعل الملح من الصعب على جزيئات الماء الارتباط معًا في شكلها الطبيعي. الملح قابل للذوبان في الماء وينقسم إلى عناصره الثابتة كما يذوب. ملح الطعام العادي (كلوريد الصوديوم (NaCl)) ينقسم إلى أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد. يستخدم NACL لإذابة الجليد على نطاق أقل بسبب اقتحام المركب إلى أيون واحد من الصوديوم وكلوريد واحد. عند ذوبان الجليد على نطاق واسع ، يتم استخدام كلوريد الكالسيوم (CaCl 2 ) لأنه ينقسم إلى ثلاثة أيونات ، واحد من الكالسيوم ، وكلورين. عندما يتم إطلاق المزيد من الأيونات ، يكون هناك حاجز أكبر أمام الجزيئات المرتبطة ببعضها البعض.
آثار الكلوريد على البيئة
على الرغم من أن الكلوريدات هي من أكثر المركبات فاعلية المستخدمة في إذابة الجليد والثلج ، إلا أنها لها تأثيرات ضارة على البيئات. يستخدم الكلور لقتل مسببات الأمراض في المياه التي تسبب ضررا للحيوانات المائية. إنها تجفف النباتات والحشرات ، وبالتالي تغير شبكة الغذاء. من المعروف أن الكلوريد يمنع نمو النباتات عندما يستخدم لقتل مسببات الأمراض في التربة. المركبات الأخرى بما في ذلك كبريتات الأمونيوم (NH4) 2SO4 ، نترات الأمونيوم (NH4NO3) ، وخلات البوتاسيوم (CH3COOK) هي أقل ضررا للبيئة ولكنها مكلفة للغاية لاستخدامها في عملية واسعة النطاق. من المعروف أن المطارات تستخدم اليوريا والكحوليات والجليكولات لإزالة الثلوج من الممرات.
