Σίγουρα όλοι έχουμε ακούσει πως όταν χιονίζει πρέπει να ρίχνουμε αλάτι για να λιώσει ο πάγος. Πώς όμως εξηγείται επιστημονικά κάτι τέτοιο; Ας πάρουμε λοιπόν ένα καθημερινό μάθημα Χημείας....
Η εφαρμογή αλατιού προκαλεί τήξη του πάγου διότι ένα διάλυμα νερού και άλατος έχει χαμηλότερο σημείο πήξης από το καθαρό νερό. Όταν προστίθεται στον πάγο το άλας,διαλύεται πρώτα στο λεπτό στρώμα υγρού νερού που υπάρχει πάντα στην επιφάνεια του πάγου, μειώνοντας έτσι το σημείο πήξης κάτω από αυτό του πάγου.
Ο πάγος που έρχεται σε επαφή με το αλμυρό νερό τήκεται, δημιουργώντας περισσότερο υγρό νερό, στο οποίο διαλύεται περισσότερο αλάτι, προκαλώντας έτσι την τήξη περισσότερου πάγου κ.ο.κ. Όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση του διαλυμένου άλατος, τόσο μικρότερο είναι το τελικό σημείο πήξης του.
Υπάρχει όμως ένα όριο στην ποσότητα αλατιού που μπορεί να διαλυθεί στο νερό. Το νερό που περιέχει τη μέγιστη ποσότητα διαλυμένου άλατος έχει σημείο πήξης περίπου -18 βαθμούς Κελσίου. Ως εκ τούτου, η εφαρμογή αλατιού δεν θα λιώσει τον πάγο σε ένα πεζοδρόμιο εάν η θερμοκρασία είναι κάτω από -18 βαθμούς Κελσίου.
via GIPHY
Επιστημονική Εξήγηση
Για να καταλάβουμε γιατί το νερό που περιέχει διαλυμένο άλας έχει χαμηλότερο σημείο πήξης από το καθαρό νερό, θεωρήστε ότι όταν ο πάγος και το νερό έρχονται σε επαφή υπάρχει μια δυναμική ανταλλαγή στη διεπαφή των δύο φάσεων (στερεού-υγρού).
Λόγω των θερμικών μεταβολών στον πάγο, ένας μεγάλος αριθμός μορίων ανά δευτερόλεπτο αποσπάται από την επιφάνειά του και εισέρχεται στο νερό. Κατά την ίδια χρονική περίοδο, ένας μεγάλος αριθμός μορίων νερού προσκολλάται στην επιφάνεια του πάγου και γίνεται μέρος της στερεής φάσης. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, ο πρώτος ρυθμός είναι ταχύτερος από τον δεύτερο και ο πάγος λιώνει. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες ισχύει το αντίστροφο. Στο σημείο πήξης οι δύο ρυθμοί είναι ίσοι.
Εάν διαλυθεί αλάτι στο νερό, ο ρυθμός απόσπασης των μορίων του πάγου δεν επηρεάζεται αλλά ο ρυθμός με τον οποίο τα μόρια του νερού συνδέονται με την επιφάνεια του πάγου μειώνεται, κυρίως επειδή η συγκέντρωση μορίων νερού στο υγρό (μόρια ανά κυβικό εκατοστό) είναι χαμηλότερος. Ως εκ τούτου, το σημείο τήξης είναι χαμηλότερο.
Μετάφραση του άρθρου του Χημικού Μηχανικού Arthur Pelton του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ όπως δημοσιεύτηκε Scientific American