Pozimi se ledene ceste in pločniki posipajo s soljo, da se znebijo ledu in zagotovijo varno gibanje za pešce in različna vozila. To je sol, ki se uporablja z razlogom - za to obstaja znanstvena razlaga s stališča fizike.
Kaj se topi?
Taljenje je fizikalni postopek, med katerim snov prehaja iz enega agregacijskega stanja v drugo, torej iz kristalne trdne snovi v tekočino. Za taljenje morajo biti izpolnjeni določeni pogoji. Vsaka snov ima svoje tališče ali določeno temperaturno območje. V tem primeru se led ali sneg spremeni v vodo s sodelovanjem soli. V normalnem stanju in brez zunanjega vpliva je temperatura taljenja snega 0 ℃.
Velikega pomena je dejstvo, da se mešanica snovi običajno stopi pri nižji temperaturi kot enake snovi ločeno. Na primer, lahko vzamete navadno kovino A s tališčem 500 ℃. Če vanj dodate drugo kovino, da naredite nekakšno zlitino, bo tališče te zlitine že nižje - na primer 480 ℃. Podobna situacija se dogaja s snegom in soljo.
Zanimivo dejstvo: sol na nenavaden način vpliva na vodo in v procesu vrenja. Sveža voda zavre pri 100 ℃, če pa dodamo sol in raztopimo v njej, se bo vrelišče povečalo. Natančna stopnja je odvisna od koncentracije soli v vodi.Na primer, če raztopina vsebuje 20% soli, bo vrela pri temperaturi 105 ℃.
Kako se sneg topi s soljo?
Da bi razumeli ta postopek, lahko navedemo za primer preprost eksperiment. Treba je zbrati pol kozarca snega in še eno peščico postaviti na desko, počakati, da se sneg stopi na deski. Če postavite kozarec na nastalo vodo in izmerite temperaturo v njej, bo ta blizu 0 ℃.
Zdaj bi morali v kozarec naliti malo soli, premešati in takoj takoj izmeriti temperaturo. Presenetljivo bo, da bo termometer pokazal približno -18 ℃. Po nekaj minutah se bo temperatura začela dvigovati, dno kozarca pa bo zmrznilo na ploščo. Zakaj se zgodi?
Ko smo v kozarec dodali sol, je tališče ledu močno padlo. Lahko je približno -21 ℃. Za taljenje ledu je potrebna velika količina energije. Vzame se iz okolja in mešanice. V tem primeru je bazen vode na deski hitro zmrznil. Tako se zniža temperatura mešanice snega in soli.
Prav ta pojav se uporablja v ledu. Ko led posujemo s soljo, nastane posebna plast. Mešanica snega in soli se topi, ko se temperatura zamrzovanja te plasti znižuje. Postopoma se pojavi film vodno-solne raztopine, ki se širi in širi, s čimer se poveča območje stika ledu in soli. Ta postopek traja, dokler se ves led ne stopi. Energija se črpa iz okoliškega zraka, zato hladneje stoji na nastali blatu snega in soli.
Če štejemo ta postopek na bolj zapleteni fizični ravni, potem je led prekrit s tanko plastjo kvazi tekoče vode. Nastane zaradi zelo hitrih molekul, ki se odcepijo od glavnega ledenega kristala. Kvazi-tekoča voda se hitro strdi pri nizkih temperaturah. Sol pomaga zmanjšati koncentracijo teh molekul in preprečuje, da bi voda zmrznila.
Zakaj je zdravljenje s soljo nevarno za ceste?
Kljub razširjenosti te metode v boju proti ledu ima veliko pomanjkljivosti. Ko se sneg v kombinaciji s soljo stopi, se pojavi umazana tekočina z velikim številom klorovih spojin. Te snovi negativno vplivajo na okoliške rastline, tla, pa tudi na čevlje za pešce in pnevmatike vozil.
Zaradi tega je bil določen niz pravil, ki jih je treba upoštevati pri obdelavi prevleke s soljo. Zlasti je skladnost s odmerjanjem. Na kvadratni meter zemlje je treba porabiti največ 450 g soli. Natrijev klorid se uporablja tudi v industrijskih izdelkih proti zaledenitvi, vendar poleg njega v sestavi obstajajo posebni dodatki, ki zmanjšujejo škodo zaradi soli.
Mešanica več snovi se topi pri nižji temperaturi kot enake snovi, vzete ločeno. To načelo deluje s soljo in snegom. V normalnih razmerah se sneg začne topiti pri 0 ℃. Če ga pomešamo s soljo, se ta postopek začne že pri –18 ℃. Učinek mešanice soli in ledu se uporablja za boj proti ledu na cestah. Na kvadratni meter obloge pa ne morete uporabiti več kot 450 g soli, saj nastale kloridne spojine škodujejo okolju, čevlju in avtomobilskim pnevmatikam.