چرا نمک برف و یخ را ذوب می‌کند؟

سالانه بیش از 20 میلیون تن نمک جهت ذوب کردن یخ در نواحی سردسیر کره زمین مصرف می‌شود. با این حال، چرا نمک یخ یا برف را ذوب می‌کند؟

در ابتدا بهتر است به این نکته اشاره کرد که نقطه انجماد آب، 0 درجه سانتی‌گراد است. به این مفهوم که وقتی آب به دمای 0 درجه برسد، تبدیل به یخ می‌شود. در این دما، جاده‌های یخ زده یک لایه نازک آب در بالای یخ دارند و مولکول‌های آب و یخ با همدیگر برهمکنش دارند. این آب مدام بخشی از یخ را ذوب می‌کند و یخ لایه زیرین نیز مدام بخشی از آب را منجمدمی‌کند. در این دما، سرعت این تبادل ثابت است. یعنی میزان آب و یخ کل جاده یکسان می‌ماند. اگر هوا سردتر شود، آب بیشتری تبدیل به یخ می‌گردد و اگر هوا گرم‌تر شود، یخ بیشتری تبدیل به آب می‌شود. هنگامی که یک ترکیب یونی مثل نمک به این تعادل اضافه گردد، نقطه انجماد یخ کاهش پیدا می‌کند. به این ترتیب دیگر یخ لایه‌های پایینی نمی‌تواند در 0 درجه سانتی گراد آب را منجمد کند. با این حال آب می‌تواند در آن دما همچنان یخ را ذوب کند که نهایتا منجر به کاهش میزان یخ در جاده می‌شود.

با این حال ممکن است این سوال پرسیده شود که نمک چگونه نقطه انجماد آب را کاهش می‌دهد. در واقع نمک باعث می‌شود که مولکول‌های آب نتوانند دیگر به راحتی به همدیگر نزدیک شده و ساختار سخت یخ را ایجاد کنند. در آب، نمک حل می‌شود و به یون عناصر تشکیل دهنده تبدیل می‌گردد. بنابرین اگر از نمک طعام یا همان سدیم کلرید جهت ذوب کردن یخ یا برف استفاده شود، این نمک تبدیل به یون‌های سدیم و کلر می‌شود. با این حال معمولا در شهرها از کلسیم کلرید که یک نوع نمک دیگر است ،‌ جهت حل مشکل یخزدگی جاده‌ها استفاده می‌شود. دلیل این مسئله ساده است. چون کلسیم کلرید به جای دو یون، به سه یون تبدیل می‌شود. یک یون کلسیم و دو یون کلر. تعداد بیشتر یون‌ها بیشتر جلوی تشکیل ساختارهای سخت یخ را می‌گیرد.

با این حال، کلر برای محیط زیست بسیار مضر است. این ماده می‌تواند باعث مرگ آب‌زیان شود و غذا دیگر حیوانات را نیز آلوده کند. کلر همچنین توانایی خشک کرد گیاهان را دارد و ترکیب خاک را نیز تغییر می‌دهد، به این ترتیب رشد گیاهان نیز با مشکل رو به رو خواهد شد. ولی به دلیل گرانی دیگر ترکیباتی که کلر ندارند و می‌توانند یخ را ذوب کنند،‌همچنان از کلسیم کلرید و سدیم کلرید برای ذوب یخ و برف استفاده می‌شود.

×

سلام!

جهت ارتباط، روی پروفایل بخش مورد نظر خود کلیک کنید.

×