Cómo la sal derrite el hielo y evita la congelación

La sal derrite el hielo esencialmente porque agregar sal disminuye el punto de congelación del agua. ¿Cómo se derrite el hielo? Bueno, no lo hace, a menos que haya un poco de agua disponible con el hielo. La buena noticia es que no necesita un charco de agua para lograr el efecto. El hielo generalmente está cubierto con una fina película de agua líquida, que es todo lo que se necesita.

El agua pura se congela a 32 ° F (0 ° C). El agua con sal (o cualquier otra sustancia que contenga) se congelará a una temperatura más baja. Qué tan baja será esta temperatura depende del agente de deshielo. Si coloca sal en hielo en una situación en la que la temperatura nunca alcanzará el nuevo punto de congelación de la solución de agua salada, no verá ningún beneficio. Por ejemplo, echar sal de mesa (cloruro de sodio) sobre hielo cuando está a 0 ° F no hará nada más que cubrir el hielo con una capa de sal. Por otro lado, si pones la misma sal en hielo a 15 ° F, la sal podrá evitar que el hielo derretido se vuelva a congelar. El cloruro de magnesio se reduce a 5 ° F, mientras que el cloruro de calcio se reduce a -20 ° F.

Conclusiones clave: cómo la sal derrite el hielo

• La sal derrite el hielo y ayuda a evitar que el agua se vuelva a congelar al reducir el punto de congelación del agua. Este fenómeno se llama depresión del punto de congelación..
• La sal solo ayuda si hay un poco de agua líquida disponible. La sal tiene que disolverse en sus iones para funcionar..
• Se utilizan diferentes tipos de sal como agentes de deshielo. Cuantas más partículas (iones) se forman cuando una sal se disuelve, más baja el punto de congelación.

Cómo funciona

La sal (NaCl) se disuelve en sus iones en agua, Na⁺ y Cl^-. Los iones se difunden por todo el agua y evitan que las moléculas de agua se acerquen lo suficiente y en la orientación correcta para organizarse en forma sólida (hielo). El hielo absorbe energía de su entorno para experimentar la transición de fase de sólido a líquido. Esto podría hacer que el agua pura se vuelva a congelar, pero la sal en el agua evita que se convierta en hielo. Sin embargo, el agua se vuelve más fría de lo que era. La temperatura puede caer por debajo del punto de congelación del agua pura..

Agregar cualquier impureza a un líquido disminuye su punto de congelación. La naturaleza del compuesto no importa, pero el número de partículas en las que se rompe en el líquido es importante. Cuantas más partículas se producen, mayor es la depresión del punto de congelación. Entonces, disolver el azúcar en agua también reduce el punto de congelación del agua. El azúcar simplemente se disuelve en moléculas de azúcar individuales, por lo que su efecto sobre el punto de congelación es menor de lo que obtendría al agregar una cantidad igual de sal, que se divide en dos partículas. Sales que se rompen en más partículas, como el cloruro de magnesio (MgCl₂) tienen un efecto aún mayor sobre el punto de congelación. El cloruro de magnesio se disuelve en tres iones: un catión de magnesio y dos aniones de cloruro..

Por otro lado, agregar una pequeña cantidad de partículas insolubles puede ayudar a que el agua se congele mayor temperatura. Si bien hay un poco de depresión del punto de congelación, se localiza cerca de las partículas. Las partículas actúan como sitios de nucleación que permiten la formación de hielo. Esta es la premisa detrás de la formación de copos de nieve en las nubes y cómo las estaciones de esquí hacen nieve cuando hace un poco más de calor que de congelación..

Use sal para derretir el hielo - Actividades

• Puede demostrar el efecto de la depresión del punto de congelación usted mismo, incluso si no tiene a mano una acera helada. Una forma es hacer su propio helado en una bolsa, donde agregar sal al agua produce una mezcla tan fría que puede congelar su golosina..
• Si solo desea ver un ejemplo de cómo puede enfriarse el hielo más la sal, mezcle 33 onzas de sal con 100 onzas de hielo picado o nieve. ¡Ten cuidado! La mezcla será de aproximadamente -6 ° F (-21 ° C), que es lo suficientemente fría como para provocar congelación si la mantiene demasiado tiempo.
• Obtenga una mejor comprensión de la depresión del punto de congelación al examinar el efecto de disolver diferentes sustancias en el agua y observar la temperatura requerida para congelarla. Buenos ejemplos de sustancias para comparar son la sal de mesa (cloruro de sodio), el cloruro de calcio y el azúcar. Vea si puede disolver masas iguales de cada sustancia en el agua para obtener una comparación justa. El cloruro de sodio se rompe en dos iones en el agua. El cloruro de calcio forma tres iones en el agua. El azúcar se disuelve en agua, pero no se rompe en iones. Todas estas sustancias disminuirán el punto de congelación del agua..
• Lleva el experimento un paso más allá explorando la elevación del punto de ebullición, otra propiedad coligativa de la materia. Agregar azúcar, sal o cloruro de calcio cambiará la temperatura a la que hierve el agua. ¿Es medible el efecto??