Inhoud
Zout wordt vaak gebruikt in ijsmachines om het water rondom de binnencontainer koud genoeg te maken om de room te bevriezen. In feite, binnen een half uur of zo, kan het superkoude water gezoete room voldoende bevriezen om er ijs van te maken. Hoe maakt zout water zo koud?
Waterfysica
Om dit fenomeen beter te begrijpen, is begrip van de relatie tussen temperatuur en de fysieke toestand van water vereist. De beweging van watermoleculen is afhankelijk van de temperatuur van het water. Warme temperaturen betekenen snelle beweging. Als de beweging snel genoeg wordt, wordt stoom geproduceerd. Koude temperaturen betekenen minder beweging totdat de temperatuur een punt bereikt dat laag genoeg is om moleculaire beweging helemaal te stoppen in een proces dat we bevriezen noemen.
Vriespunt
Dus hoe maakt zout (natriumchloride) water kouder? In wezen doet het dat niet. Zout werkt om het vriespunt van water te verlagen, zodat het water kouder kan worden dan 32 graden Fahrenheit (nul graden Celsius) voordat het in ijs verandert. Water dat zout bevat, kan zelfs temperaturen bereiken van bijna min 6 graden F.
Wanneer ijs wordt gemaakt, wordt room in een bus geplaatst en in een ijsbad gedraaid. Als er geen zout aan het ijsbad wordt toegevoegd, is de laagste temperatuur die het kan bereiken 32 graden F. Hoewel de room bij deze temperatuur kan bevriezen, kan dit sneller bij een lagere temperatuur. Wanneer zout aan het ijsbad wordt toegevoegd (meestal steenzout bij het maken van ijs), komt het in contact met de dunne laag water op het oppervlak van het smeltend ijs. Het zout lost op en het water wordt zout. Dit zoute water heeft een lager vriespunt, waardoor de temperatuur van het ijsbad nog kouder kan worden, waardoor het ijs sneller bevriest.
Gebruik van zout om ijs te smelten
Het principe van zout dat het vriespunt van water verlaagt, wordt vaak gebruikt om wegen in de winter veilig te houden. Tijdens sneeuw- en ijsevenementen verspreiden vrachtwagens een dunne laag zout op wegen. Dit veroorzaakt dat sneeuw en ijs smelten bij impact in plaats van bevriezen en maakt de wegen nat in plaats van ijzig en gevaarlijk. Er is echter een limiet aan hoe koud water kan worden voordat het vriest; bij extreem koude temperaturen is het nuttiger om zand op de wegen aan te brengen om wrijving te vergroten dan het aanbrengen van zout. Andere soorten zout dan natriumchloride kunnen worden gebruikt in koudere temperaturen. Calciumchloride en magnesiumchloride kunnen bijvoorbeeld ijs smelten bij lage temperaturen. Sommige van deze verbindingen kunnen echter schadelijk zijn voor het milieu en worden slechts incidenteel gebruikt.
Effecten van Crushing Ice
Het gebruik van gemalen ijs met zout zorgt voor een groter oppervlak waarop zout kan worden opgelost, wat resulteert in een sneller smelten. Het gebruik van meer stukjes gemalen ijs in uw ijsmachine is bijvoorbeeld effectiever dan het gebruik van minder grote blokjes.
Kokend zout water
Hoewel zout het vriespunt van water verlaagt, verlaagt het niet het kookpunt. In feite kookt zout water op een hogere temperatuur dan niet-zout water. Nogmaals, het toevoegen van zout aan water verlaagt de temperatuur niet.