Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
zobrazení vybraného dotazu
1) Led posypaný solí
14. 03. 2008
Dotaz: Jakto, že když mam nadobu a v ní led, který posypu solí tak neroztaje, ale když
nasypu sůl na ledem zamrzlou silnici tak rozmrzne podstatně rychleji než ten v
nádobě. (Veronika Václavková)
Odpověď: Domnívám se, že jste solila málo, mám totiž jinou zkušenost. Tohle jsem
si zkoušel letos v létě. Když jsem do skleničky s ledem nasypal několik
lžic soli, led skutečně roztál. Vzniklá slaná voda měla teplotu výrazně
nižší než 0 °C (podařilo se mi dosáhnout teploty asi -15 °C).
Je to tím že roztok NaCl má podstatně nižší teplotu tuhnutí,
takže osolený led mající původně teplotu okolo 0 °C má tendenci
roztát. Na tání je ovšem třeba dodat energii – ta jde na úkor
teploty roztoku, proto se teplota sníží. Dá se takto připravit chladicí
směs.
Silničáři využívají snižování teploty zasolením k tomu, aby zbavili
silnice ledové pokrývky. Čím větší je zima, tím více soli na čtvereční
metr silnice musí použít. Právě proto se domnívám, že jste použila ve
svém experimentu soli málo. Nestačí osolit led špetkou jako polévku,
musíte zasolit opravdu vydatně.
Na obrázku je fázový diagram pro směs led + NaCl. Svislá osa znázorňuje
teplotu, vodorovná koncentraci soli. Pro každou dvojici
teplota-koncentrace můžeme v diagramu najít stav, ve kterém se směs
právě nachází.
Tak například při 20 °C a 5% koncentraci jsme v oblasti
Liquid, tedy tekutina (roztok). Všechna sůl je rozpuštěna.
Zvýšíme-li ale při stejné teplotě koncentraci na 40 %, voda už tolik
soli pojmout nedokáže a nějaká sůl zůstane nerozpuštěna – jsme v
části Liquid + NaCl.
V diagramu dále vidíme, že teplota tání s rostoucí koncentrací nejprve
klesá. Přechod Liquid -> Liquid + Ice je pro 0%
koncentraci na 0 °C a klesá až k -21,1 °C pro asi 23%
koncenraci soli ve vodě. Tomuto bodu se říká "eutektický bod".
Dalším solením (zvyšováním koncentrace soli) už teplota tání neklesá,
místo toho se dostáváme do oblasti, ve které vedle sebe existuje tekutá
voda a hydrohalit
(NaCl·2H2O).
Když teplota klesne výrazně pod -20 °C, solení silnic chloridem
sodným je principiálně úplně zbytečné. Ledu se tím nezbavíme, protože
netaje. V praxi se prý přestává chloridem sodným solit už při teplotách
okolo -10 °C.
Pokud jsem se trefil a skutečně jste solila málo, doporučuji provést
experiment ještě jednou a zvýšit množsví použité soli. Když napíšete,
jak jste dopadla, budeme rádi :o).
Poznámky:
1. Tání nějakou dobu trvá - tím déle, čím blíže je teplota eutektickému
bodu.
2. Není nutné používat jenom kuchyňskou sůl NaCl. Silničáři používají
také chlorid vápenatý nebo hořečnatý a další látky. Více si můžete
přečíst třeba zde.
