Innehåll
Colligativa egenskaper
Vatten är ett lösningsmedel, vilket betyder att det är en vätska som kan lösa fast material till lösning. Mer specifikt är vatten ett polärt lösningsmedel, bäst vid upplösning av salter och andra laddade molekyler. När ett lösningsmedel, polärt eller på annat sätt, löser upp en tillräcklig mängd fasta ämnen, börjar ökningen av molekyler som finns i lösningen påverka de fysikaliska egenskaperna av lösningsmedel. Dessa påverkade egenskaper är kollektivt kända som lösningsmedlets "kolligativa egenskaper". Kolligativa egenskaper är endast beroende av det totala antalet enskilda partiklar. Atom- och molekylstorleken påverkar inte den observerade effekten.
För vatten är en välkänd koligativ egenskap en minskning av fryspunktstemperaturen. Som sådan, under frysningstemperaturer, kommer människor att kasta salt (särskilt kalciumklorid) på marken runt entré för att förhindra eller ta bort is. Saltet upplöses i kalcium- och kloridjoner i vattnet, vilket tillåter att den senare förblir en vätska vid lägre och lägre temperaturer.
Varför kalciumklorid?
De flesta icke-toxiska alkali- och alkalimetallsalter består av två joner - en positivt laddad metalljon och en negativt laddad halogenjon. Till exempel upplöses en molekyl av bordsalt (NaCl) i en natriumjon och en kloridjon. Kalciumklorid består dock av en kalciumjon och två kloridjoner. När kalciumklorid upplöses skapas tre joner - 50 procent mer än bordsalt. Fler partiklar i lösning innebär en större effekt på kollegativa egenskaper hos vattnet. Som sådan kommer kalciumklorid att hålla vattnet från att frysa till farlig is över ett större temperaturintervall.
Värmeproduktion
Förutom att förhindra att vatten fryser vid låga temperaturer, hjälper kalciumklorid att smälta is. När den kombineras med vatten, torkar kalciumklorid exotermt. Detta betyder att varje saltmolekyl frigör trasig jonbindningsenergi i omgivande ismolekyler i form av termisk energi. Denna "värme" energi ökar den omgivande temperaturen tillräckligt för att smälta is, vilket skapar mer vatten för torrt salt att exotermiskt lösa upp.