In de winter worden ijzige wegen en trottoirs bestrooid met zout om ijzige omstandigheden te verwijderen en voetgangers en verschillende voertuigen veilig te verplaatsen. Het is zout dat met een reden wordt gebruikt - er is een wetenschappelijke verklaring voor vanuit de fysica.
Wat smelt er?
Smelten is een fysisch proces waarbij een stof van de ene aggregatietoestand naar de andere gaat, dat wil zeggen van kristallijne vaste stof naar vloeistof. Voor het smelten moet aan bepaalde voorwaarden worden voldaan. Elke stof heeft zijn eigen smeltpunt of een bepaald temperatuurbereik. In dit geval verandert ijs of sneeuw in water met deelname van zout. In een normale toestand en zonder externe invloed is de smelttemperatuur van sneeuw 0 ℃.
Van groot belang is het feit dat een mengsel van stoffen doorgaans bij een lagere temperatuur smelt dan dezelfde stoffen afzonderlijk. U kunt bijvoorbeeld voorwaardelijk metaal A nemen met een smeltpunt van 500 ℃. Als je er een ander metaal aan toevoegt om een soort legering te maken, zal het smeltpunt van deze legering al lager zijn - bijvoorbeeld 480 ℃. Een vergelijkbare situatie doet zich voor met sneeuw en zout.
Interessant feit: zout heeft op een ongebruikelijke manier invloed op het water en tijdens het koken. Zoet water kookt op 100 ℃, maar als er zout aan wordt toegevoegd en opgelost, neemt het kookpunt toe. De exacte graad hangt af van de zoutconcentratie in het water.Als de oplossing bijvoorbeeld 20% zout bevat, kookt deze bij een temperatuur van 105 ℃.
Hoe smelt sneeuw met zout?
Om dit proces te begrijpen, kan een eenvoudig experiment als voorbeeld worden gegeven. Het is noodzakelijk om een half glas sneeuw te verzamelen en nog een handvol op het bord te leggen, wacht tot de sneeuw op het bord smelt. Als je een glas op het gevormde water zet en de temperatuur erin meet, zal het dicht bij 0 ℃ zijn.
Giet nu een beetje zout in een glas, meng en meet onmiddellijk de temperatuur opnieuw. Verrassend genoeg zal de thermometer ongeveer -18 ℃ aangeven. Na een paar minuten begint de temperatuur te stijgen, maar de onderkant van het glas bevriest op de plaat. Waarom gebeurt het?
Toen zout aan het glas werd toegevoegd, daalde het smeltpunt van het ijs scherp. Het kan ongeveer -21 ℃ zijn. Om ijs te smelten is veel energie nodig. Het is afkomstig uit de omgeving en het mengsel. In dit voorbeeld bevroor een plas water op de plank snel. Zo wordt de temperatuur van het mengsel van sneeuw en zout verlaagd.
Dit fenomeen wordt gebruikt voor ijs. Bij het strooien van ijs met zout ontstaat een speciale laag. Het mengsel van sneeuw en zout smelt naarmate de vriestemperatuur van deze laag afneemt. Geleidelijk verschijnt er een film van water-zoutoplossing, die uitzet en uitzet, waardoor het contactoppervlak van ijs en zout toeneemt. Dit proces duurt totdat al het ijs is gesmolten. Energie wordt uit de omringende lucht gehaald, daarom is het kouder om op de resulterende slurry van sneeuw en zout te staan.
Als we dit proces op een complexer fysiek niveau beschouwen, wordt het ijs bedekt met een dunne laag quasi-vloeibaar water. Het wordt gevormd door zeer snelle moleculen die loskomen van het belangrijkste ijskristal. Quasi-vloeibaar water hardt snel uit bij lage temperaturen. Zout helpt de concentratie van deze moleculen te verminderen en voorkomt dat water bevriest.
Waarom is zoutbehandeling gevaarlijk voor wegen?
Ondanks de prevalentie van deze methode in de strijd tegen ijs, heeft het veel nadelen. Wanneer de sneeuw, gecombineerd met zout, smelt, ontstaat er een vuile vloeistof met een groot aantal chloorverbindingen. Deze stoffen hebben een negatieve invloed op omringende planten, grond, voetschoenen en autobanden.
Om deze reden is er een set regels opgesteld die moeten worden gevolgd bij het verwerken van de coating met zout. In het bijzonder is het de dosering. Per vierkante meter land mag maximaal 450 g zout worden gebruikt. Natriumchloride wordt ook gebruikt in industriële antivriesproducten, maar daarnaast zijn er speciale toevoegingen in de samenstelling die de schade door zout verminderen.
Een mengsel van meerdere stoffen smelt bij een lagere temperatuur dan dezelfde stoffen afzonderlijk. Dit principe werkt met zout en sneeuw. Onder normale omstandigheden begint de sneeuw te smelten op 0 ℃. Bij vermenging met zout begint dit proces al bij -18 ℃. Het effect van een mengsel van zout en ijs wordt gebruikt om ijs op de wegen te bestrijden. Maar per vierkante meter coating mag niet meer dan 450 g zout worden gebruikt, omdat de resulterende chloorverbindingen schadelijk zijn voor het milieu, schoenen en autobanden.