Inhoud
Colligatieve eigenschappen
Water is een oplosmiddel, wat betekent dat het een vloeistof is die vaste stoffen in oplossing kan oplossen. Meer specifiek is water een polair oplosmiddel, het beste in het oplossen van zouten en andere geladen moleculen. Wanneer een oplosmiddel, polair of anderszins, een voldoende grote hoeveelheid vaste stoffen oplost, begint de toename van moleculen in de oplossing een invloed te hebben op de fysische eigenschappen van die oplosmiddelen. Deze aangetaste eigenschappen staan gezamenlijk bekend als de "colligatieve eigenschappen" van het oplosmiddel. Colligatieve eigenschappen hangen alleen af van het totale aantal afzonderlijke deeltjes. Atoom- en moleculaire grootte hebben geen invloed op het waargenomen effect.
Voor water is een bekende colligatieve eigenschap een verlaging van de temperatuur van het vriespunt. Als zodanig gooien mensen bij ondervriestemperaturen zout (met name calciumchloride) rond de ingang op de grond om ijs te voorkomen of te verwijderen. Het zout lost op in calcium- en chloride-ionen in het water, waardoor deze bij lagere en lagere temperaturen vloeibaar kan blijven.
Waarom calciumchloride?
De meeste niet-toxische alkali- en alkalimetaalzouten bestaan uit twee ionen - een positief geladen metaalion en een negatief geladen halogenide-ion. Een molecuul tafelzout (NaCl) lost bijvoorbeeld op in één natriumion en één chloride-ion. Calciumchloride bestaat echter uit één calciumion en twee chloride-ionen. Wanneer calciumchloride oplost, worden drie ionen gemaakt - 50 procent meer dan keukenzout. Meer deeltjes in oplossing betekent een groter effect op de colligatieve eigenschappen van water. Als zodanig zal calciumchloride voorkomen dat water bevriest in gevaarlijk ijs bij een groter temperatuurbereik.
Warmteopwekking
Naast het voorkomen dat water bij lage temperaturen bevriest, helpt calciumchloride ijs te smelten. In combinatie met water lost droog calciumchloride exotherm op. Dit betekent dat elke zoutmolecule gebroken ionische bindingsenergie afgeeft aan omringende ijsmoleculen in de vorm van thermische energie. Deze "warmte" -energie verhoogt de omgevingstemperatuur voldoende om ijs te smelten, waardoor meer water ontstaat voor droog zout om exotherm op te lossen.