Waarom smelt zout?

Ongeveer twintig miljoen ton zout wordt jaarlijks gebruikt om ijs en sneeuw te smelten in de winter in de noordelijke regio's. De wetenschap erachter is geen rocket science, maar niet iedereen kan vertellen waarom zout ijs smelt. Ten eerste is het belangrijk om het vriespunt van water te begrijpen. Bij 32 ° F (0 ° C) bevriest water en stolt het. Bij deze temperatuur vormt het ijs een dunne laag bovenop de weg. Het water bovenop het ijs smelt het terwijl het ijs het water eronder bevriest. Bij 0o C blijft de wisselkoers tussen ijs en water constant en blijft de hoeveelheid ijs en water hetzelfde. Wanneer de temperatuur boven nul graden stijgt, smelt meer ijs tot vloeistof maar als de temperatuur daalt, wordt meer water ijs. Onzuiverheden verlagen het vriespunt van water. Als een ionische verbinding zoals zout aan water wordt toegevoegd, bevriest het water niet langer bij 0 ° C maar bij een lagere temperatuur. Het water kan echter nog steeds ijs smelten bij de temperatuur, wat betekent dat er minder ijs en meer water op de weg zal zijn.

Hoe zout het vriespunt van water verlaagt

Zout verlaagt het vriespunt van water door een concept dat bekend staat als "vriespunt-depressie". Het zout maakt het moeilijk voor de watermoleculen om zich te binden in hun natuurlijke vorm. Zout is oplosbaar in water en breekt in zijn consistente elementen als het oplost. Het normale keukenzout (natriumchloride (NaCl)) breekt in natriumionen en chloride-ionen. NACL wordt gebruikt om ijs op een lagere schaal te smelten omdat de verbinding breekt in één ion van natrium en één chloride. Bij het op grote schaal smelten van ijs, wordt calciumchloride (CaCl ₂ ) gebruikt omdat het breekt in drie ionen, één calcium en twee chloriden. Als er meer ionen vrijkomen, is er een grotere barrière voor moleculen die aan elkaar hechten.

Effecten van chloriden op de omgeving

Hoewel chloriden enkele van de meest effectieve verbindingen zijn die worden gebruikt om ijs en sneeuw te smelten, hebben ze nadelige gevolgen voor de omgeving. Chloor wordt gebruikt om ziekteverwekkers in water te doden die schadelijk zijn voor waterdieren. Het dehydrateert planten en insecten en verandert zo het voedselweb. Van chloor is bekend dat het de groei van planten remt wanneer het wordt gebruikt om pathogenen in de bodem te doden. Andere verbindingen, waaronder ammoniumsulfaat (NH4) 2SO4, ammoniumnitraat (NH4NO3) en kaliumacetaat (CH3COOK) zijn minder schadelijk voor het milieu, maar te kostbaar om te worden gebruikt in een grootschalige operatie. Het is bekend dat luchthavens ureum, alcoholen en glycolen gebruiken om sneeuw van de banen te verwijderen.