Comment le sel fait fondre la glace et empêche le gel

Le sel fait fondre la glace essentiellement parce que l'ajout de sel abaisse le point de congélation de l'eau. Comment cela fait-il fondre la glace? Eh bien, ce n'est pas le cas, à moins qu'il y ait un peu d'eau disponible avec la glace. La bonne nouvelle est que vous n'avez pas besoin d'un bassin d'eau pour obtenir l'effet. La glace est généralement recouverte d'un mince film d'eau liquide, ce qui est tout ce qu'il faut.

L'eau pure gèle à 32 ° F (0 ° C). L'eau contenant du sel (ou toute autre substance qu'elle contient) gèlera à une température plus basse. À quel point cette température sera basse dépend de l'agent de dégivrage. Si vous mettez du sel sur la glace dans une situation où la température n'atteindra jamais le nouveau point de congélation de la solution d'eau salée, vous ne verrez aucun avantage. Par exemple, jeter du sel de table (chlorure de sodium) sur de la glace à 0 ° F ne fera rien de plus que d'enrober la glace d'une couche de sel. D'un autre côté, si vous mettez le même sel sur de la glace à 15 ° F, le sel pourra empêcher la fonte de la glace de recongeler. Le chlorure de magnésium fonctionne jusqu'à 5 ° F tandis que le chlorure de calcium fonctionne jusqu'à -20 ° F.

Points clés: comment le sel fait fondre la glace

Le sel fait fondre la glace et aide à empêcher l'eau de recongeler en abaissant le point de congélation de l'eau. Ce phénomène est appelé dépression du point de congélation.
Le sel n'aide que s'il y a un peu d'eau liquide disponible. Le sel doit se dissoudre dans ses ions pour fonctionner.
Différents types de sel sont utilisés comme agents de déglaçage. Plus il y a de particules (ions) formées lorsqu'un sel se dissout, plus il abaisse le point de congélation.

Comment ça fonctionne

Le sel (NaCl) se dissout dans ses ions dans l'eau, Na⁺ et Cl^-. Les ions diffusent dans l'eau et empêchent les molécules d'eau de se rapprocher suffisamment et dans la bonne orientation pour s'organiser sous forme solide (glace). La glace absorbe l'énergie de son environnement pour subir la transition de phase du solide au liquide. Cela pourrait faire recongeler l'eau pure, mais le sel dans l'eau l'empêche de se transformer en glace. Cependant, l'eau devient plus froide qu'elle ne l'était. La température peut descendre en dessous du point de congélation de l'eau pure.

L'ajout d'impuretés à un liquide abaisse son point de congélation. La nature du composé n'a pas d'importance, mais le nombre de particules qu'il pénètre dans le liquide est important. Plus il y a de particules produites, plus la dépression du point de congélation est grande. Ainsi, la dissolution du sucre dans l'eau abaisse également le point de congélation de l'eau. Le sucre se dissout simplement en molécules de sucre simples, de sorte que son effet sur le point de congélation est inférieur à celui que vous obtiendriez en ajoutant une quantité égale de sel, qui se brise en deux particules. Sels qui se brisent en plusieurs particules, comme le chlorure de magnésium (MgCl₂) ont un effet encore plus important sur le point de congélation. Le chlorure de magnésium se dissout en trois ions - un cation magnésium et deux anions chlorure.

D'un autre côté, l'ajout d'une petite quantité de particules insolubles peut réellement aider à geler l'eau à un plus haute Température. Bien qu'il y ait un peu de dépression du point de congélation, elle est localisée près des particules. Les particules agissent comme des sites de nucléation qui permettent la formation de glace. C'est la prémisse derrière la formation de flocons de neige dans les nuages et comment les stations de ski font de la neige quand il fait légèrement plus chaud que le gel.

Utiliser du sel pour faire fondre la glace - Activités

Vous pouvez démontrer vous-même l'effet de la dépression du point de congélation, même si vous n'avez pas de trottoir glacé à portée de main. Une façon consiste à faire votre propre crème glacée dans un sac, où l'ajout de sel à l'eau produit un mélange si froid qu'il peut geler votre friandise.
Si vous voulez simplement voir un exemple de la façon dont la glace froide et le sel peuvent se produire, mélangez 33 onces de sel avec 100 onces de glace pilée ou de neige. Faites attention! Le mélange sera d'environ -6 ° F (-21 ° C), ce qui est assez froid pour vous donner des engelures si vous le maintenez trop longtemps.
Mieux comprendre la dépression du point de congélation en examinant l'effet de la dissolution de différentes substances dans l'eau et en notant la température requise pour la congeler. Le sel de table (chlorure de sodium), le chlorure de calcium et le sucre sont de bons exemples de substances à comparer. Voyez si vous pouvez dissoudre des masses égales de chaque substance dans l'eau afin d'obtenir une comparaison équitable. Le chlorure de sodium se brise en deux ions dans l'eau. Le chlorure de calcium forme trois ions dans l'eau. Le sucre se dissout dans l'eau, mais il ne se brise pas en ions. Toutes ces substances abaisseront le point de congélation de l'eau.
Poussez l'expérience plus loin en explorant l'élévation du point d'ébullition, une autre propriété colligative de la matière. L'ajout de sucre, de sel ou de chlorure de calcium modifiera la température à laquelle l'eau bout. L'effet est-il mesurable?

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