Pourquoi ne l'ajout de sel à l'eau inférieure au point de congélation?

Dans un équilibre dynamique, les différentes réactions se produisent à la même vitesse. Imaginez un cube de glace dans un bol d'eau. Si le bol est à la température ambiante, la glace va fondre. En effet, le taux de fusion est plus rapide que la vitesse de congélation. Inversement, si vous avez placé le système dans un congélateur, le taux de gel serait plus grande et la totalité de l'eau gèlerait. Si le système était de rester à exactement 0 C, la glace ne serait ni fondre ni se développer, parce que la vitesse de congélation serait égale à la vitesse de fusion.

Gelant, l'eau subit les processus de nucléation et la croissance cristalline. Nucléation est quand un grand nombre de molécules d'eau forment des grappes autour d'un seul point. Ce point est typiquement une particule microscopique, comme la poussière, qui se produisent naturellement dans l'eau nondistilled. Vraiment l'eau pure ne sera pas réellement congeler jusqu'à en dessous de 32 F, en raison du manque de ces microparticules pendant la nucléation, les molécules sont disposées dans les formes que les cristaux de glace se formera. Une fois un groupe de molécules formes d'eau froide, la croissance des cristaux commence, et les formes de glace.

Lorsque le sel est ajouté à l'eau, il se dissout en ions sodium et chlorure. Ces ions liaison avec l'hydrogène et des ions hydroxyde de l'eau qui est composé de, en formant de petites quantités d'acide chlorhydrique, ou HCl, et l'hydroxyde de sodium, ou de NaOH. Ce processus entraîne une partie de l'eau pour être efficacement éliminé du système, comme il est maintenant partie d'un composé chimique différente et, par conséquent, pas disponible pour le processus de congélation. Parce qu'il ya moins d'eau utilisable, le taux de gel diminue, et la glace dans le système commencera à fondre. Pour reattain équilibre, la température doit être abaissé pour compenser la variation des taux. L'ajout de sel à l'eau donc abaisse le point de congélation, en enlevant de l'eau du processus de congélation.

L'effet de la température de congélation abaissé est utile dans des applications pratiques. Par exemple, la crème glacée a été traditionnellement effectué en tirant parti de l'effet de refroidissement rapide de l'eau salée. Si vous ajoutez du sel à la glace, la glace va fondre, mais l'eau sera toujours en dessous de 0 C. Parce que l'eau peut mener plus facile que la température de la glace pouvez, vous pouvez ensuite utiliser l'eau super-refroidie pour refroidir un récipient de crème rapidement, qui se cristalliser en glace. Sel dans nos océans les empêche de geler, permettant aux poissons et autres organismes aquatiques de continuer à vivre pendant les saisons froides. De nombreuses applications industrielles utilisent l'eau salée au lieu de l'eau ordinaire pour refroidir les machines, parce que l'eau de sel peut être plus froid que l'eau non salée.

Les sels de métaux autres que le chlorure de sodium ont le même effet sur l'eau, mais peuvent rendre l'eau toxique. En effet, la quasi-totalité des sels se forment des ions qui sont capables de se lier avec de l'hydrogène et de l'hydroxyde. Des exemples courants comprennent le chlorure de calcium, le bisulfate de sodium et le dichromate de potassium. L'eau salée peuvent être reversées à l'eau régulière par le procédé de dessalement. Ce processus est utilisé pour créer de l'eau potable sur les navires marins.