Innehåll
Om du någonsin har gjort glass hemma eller försökt smälta is med salt är chansen att du någon gång har bränt dig själv med en blandning av salt och is mycket stor. Alla ämnen som är tillräckligt kalla som is kommer att orsaka smärta om de lämnas i kontakt med huden tillräckligt länge. Om det används tillsammans kan salt och is orsaka frysning i en sådan utsträckning att det ser ut som om huden brinner som eld.
Vattenfaser
Vatten, som alla andra ämnen, finns i tre faser: fast, flytande och gasformigt. Atomer i sin gasformiga fas (när det kallas ånga) är mycket heta och de rör sig med mycket energi. Vid temperaturer under kokpunkten blir det en vätska. Trots att de är kallare än ånga har flytande vattenmolekyler tillräckligt med energi för att röra sig och förhindra att de är ordentligt anslutna. När temperaturen sjunker ytterligare fryser vattnet och blir det fastämne som kallas is. I detta tillstånd rör sig molekylerna inte mycket och håller fast vid varandra, vilket ger vattnet dess hårdhet och form.
Lösningar
Saker förändras när vattnet är orent. För att förstå varför är det nödvändigt att förstå något om lösningar. En lösning är en kemisk term för ett fast ämne som har lösts upp i en vätska, precis som salt kan lösas i vatten. Vatten är särskilt bra på att lösa upp saker, eftersom det har elektriska laddningar i ändarna av de två molekylerna, enligt vetenskapsprofessor Dr Andrew Olson. Dessa små laddningar i varje vattenmolekyl tenderar att omge de enskilda lösningsmedelsmolekylerna (det vill säga molekylerna för det fasta ämnet upplöst i vattnet) och dispergerar mellan sig.
Fryspunktsdepression
Eftersom vatten är en lösning som sprider sig för att täcka varje molekyl av det lösta ämnet, kan få vattenmolekyler hålla kontakten med de andra. Lösta molekyler hamnar i vägen. Detta gör vattnet mindre förmåga att genomgå förändringar som t.ex. fasförändring. Kylare behövs för att frysa en vattenlösning än att frysa rent vatten. Detta kallas "fryspunktdepression", och det inträffar oavsett materialet som utgör den lösta produkten. Eftersom salt lätt upplöses i vatten har saltvatten en lägre stelningspunkt än rent vatten.
Is och salt
När isen kommer i kontakt med saltet minskar fryspunkten så snart saltet är upplöst. Detta får isen att smälta i vattnet, för medan isen är tillräckligt kall för att rent vatten ska kunna existera som ett fast ämne är det inte tillräckligt kallt för att frysa saltvatten. Att lösa salt och smälta is tar dock energi.
Bränner
Energin som tas av den kemiska reaktionen i fryspunktens fördjupning dras in i den omedelbara miljön. Om is och salt är i kontakt med din hud betyder det att all värme dras från din hud, vilket gör att den är tillräckligt kall för att frysa, vilket ger dig en brännande känsla i processen.
