Schnee und Eis mit Salz schmelzen
Kolligative Eigenschaften und Gefrierpunktserniedrigung
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Wenn Sie in einer Gegend mit einem kalten und eisigen Winter leben, haben Sie wahrscheinlich Salz auf Gehwegen und Straßen erlebt. Dies liegt daran, dass Salz verwendet wird, um Eis und Schnee zu schmelzen und zu verhindern, dass es wieder gefriert. Zur Herstellung wird auch Salz verwendet hausgemachte Eiscreme . In beiden Fällen wirkt das Salz, indem es das Schmelzen oder Gefrieren senkt Punkt des Wassers . Der Effekt heißt ' Gefrierpunkterniedrigung .'
Wie die Gefrierpunktserniedrigung funktioniert
Wenn Sie Wasser salzen, bringen Sie gelöste Fremdpartikel in das Wasser ein. Der Gefrierpunkt von Wasser wird niedriger, wenn mehr Partikel hinzugefügt werden, bis zu dem Punkt, an dem sich das Salz nicht mehr auflöst. Für eine Kochsalzlösung ( Natriumchlorid , NaCl) in Wasser beträgt diese Temperatur unter kontrollierten Laborbedingungen -21 C (-6 F). In der realen Welt, auf einem echten Bürgersteig, kann Natriumchlorid Eis nur bis auf etwa -9 C (15 F) schmelzen.
Kolligative Eigenschaften
Die Gefrierpunktserniedrigung ist eine kolligative Eigenschaft von Wasser. Eine kolligative Eigenschaft ist eine Eigenschaft, die von der Anzahl der Teilchen in einer Substanz abhängt. Alle flüssigen Lösungsmittel mit gelösten Partikeln (Solutes) nachweisen kolligative Eigenschaften . Andere kolligative Eigenschaften umfassen Siedepunkterhöhung , Dampfdruckerniedrigung und osmotischer Druck.
Mehr Partikel bedeuten mehr Schmelzkraft
Natriumchlorid ist nicht das einzige Salz, das zum Auftauen verwendet wird, und es ist auch nicht unbedingt die beste Wahl. Natriumchlorid löst sich auf in zwei Arten von Partikeln: ein Natriumion und ein Chloridion pro Natriumchloridmolekül. Eine Verbindung, die mehr Ionen in eine Wasserlösung abgibt, würde den Gefrierpunkt von Wasser stärker senken als Salz. Zum Beispiel Calciumchlorid (CaClzwei) löst sich in drei Ionen auf (eines von Calcium und zwei von Chlorid) und senkt den Gefrierpunkt von Wasser stärker als Natriumchlorid.
Salze zum Schmelzen von Eis
Hier sind einige gängige Enteisungsmittel sowie derenchemische Formeln, Temperaturbereich, Vor- und Nachteile:
| Name | Formel | Niedrigste praktische Temp | Vorteile | Nachteile |
| Ammoniumsulfat | (NH4)zweiALSO4 | -7 C (20 F) | Dünger | Schädigt Beton |
| Calciumchlorid | CaClzwei | -29 C (-20 F) | Schmelzt Eis schneller als Natriumchlorid | Zieht Feuchtigkeit an, Oberflächen rutschig unter -18°C (0°F) |
| Calciummagnesiumacetat (CMA) | Calciumcarbonat CaCO3, Magnesiumcarbonat MgCO3, und Essigsäure CH3COH | -9 C (15F) | Am sichersten für Beton und Vegetation | Eignet sich besser zur Verhinderung von Neuvereisung als als Eisentferner |
| Magnesiumchlorid | MgClzwei | -15 C (5F) | Schmelzt Eis schneller als Natriumchlorid | Zieht Feuchtigkeit an |
| Kaliumacetat | CH3KOCH | -9 C (15F) | Biologisch abbaubar | Ätzend |
| Kaliumchlorid | KCl | -7 C (20 F) | Dünger | Schädigt Beton |
| Natriumchlorid (Steinsalz, Halit) | NaCl | -9 C (15F) | Hält Gehwege trocken | Ätzend, beschädigt Beton und Vegetation |
| Harnstoff | NHzweiKONHzwei | -7 C (20 F) | Dünger | Landwirtschaftliche Qualität ist ätzend |
Faktoren, die die Auswahl des Salzes beeinflussen
Während einige Salze Eis effektiver schmelzen als andere, sind sie nicht unbedingt die beste Wahl für eine bestimmte Anwendung. Natriumchlorid wird für Eismaschinen verwendet, weil es kostengünstig, leicht verfügbar und ungiftig ist. Dennoch wird Natriumchlorid (NaCl) zum Salzen von Straßen und Gehwegen vermieden, da sich das Natrium ansammeln und das Elektrolytgleichgewicht in Pflanzen und Wildtieren stören kann, außerdem kann es Autos korrodieren. Magnesiumchlorid schmilzt Eis schneller als Natriumchlorid, aber es zieht Feuchtigkeit an, was zu rutschigen Bedingungen führen kann. Die Auswahl eines Salzes zum Schmelzen von Eis hängt neben seiner optimalen Temperatur von seinen Kosten, seiner Verfügbarkeit, seinen Umweltauswirkungen, seiner Toxizität und seiner Reaktivität ab.