tání ledu se solí

Anonym Hukurah03.08.2014 11:03 Nahlásit
Když k ledu přidáte sůl, klesne jeho teplota tání. Co bylo nyní 0°C, je teď dejme tomu -20°C. Ale jak to funguje? Prostě přidáte sůl a najednou nemáte tající led o 0°C, ale máte tající led o -20°C? Proč se tak stalo? Čím ta sůl napomohla k tak drastickému snížení z hlediska molekulové fyziky?

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Mezek03.08.2014 12:05 (Upr. 03.08.2014 12:14) Nahlásit
Mějme kostu ledu v čisté vodě při teplotě 273,16K (0°C). Mezi ledem a vodou je rovnováha. Připomeneme si, že teplota je mírou střední kinetické energie molekul. Jednotlivé molekuly mají kinetickou energii odlišnou - některé větší, jiné menší. Když molekula s malou kinetickou energií narazí na povrch ledu, bude zachycena a stane se součástí ledu. Energie nárazu více rozkmitá okolní molekuly ledu, takže některá z nich bude mít nyní kinetickou energii větší, než mohou síly v krystalové mřížce vydržet a molekula vody krystal opustí. Máme rovnovážný stav - počet molekul, které z volné vody přejdou do ledu je stejný, jako počet molekul vody, které z ledu přejdou do roztoku.
Nyní ve vodě rozpustíme nějakou látku, třeba NaCl. Ta se rozpadne na dvě částice - Na+ a Cl-, které se rovnoměrně rozptýlí v kapalině. Nyní budou v kontaktu s povrchem ledu nejen molekuly vody, ale i částice rozpuštěné látky, které "naředí" vodu. V kontaktu s povrchem ledu tedy bude méně molekul vody a tedy i méně molekul s menší energií. Led tedy bude zachycovat méně molekul vody. Ale počet molekul vody v ledu, které mají vyšší kinetickou energii je stále stejný - je určený teplotou. Bude tedy i z počátku stejný počet molekul vody, které krystal ledu opustí - led bude tát.
Teplota je funkcí střední kinetické energie. Když tedy led taje, opouštějí jej molekuly s největší kinetickou ebnergií. Střední kinetická energie molekul v ledu tedy táním klesá. A bude klesat tak dlouho, až počet molekul, opouštějících led bude stejný, jako počet molekul, které se v ledu zachytí. Znovu nastane rovnováha. Ale nová rovnovážná teplota (bod tání) bude nižší.
Pochod je podobný, jako při odpařování kapaliny a bodu varu. Matematicky tyto pochody popisují Raoultovy zákony viz http://cs.wikipedia.org/wiki/Raoultův_zákon
Souhrnně se tyto jevy nazývají "koligativní jevy" a vedle snížení bodu tání, zvýšení bodu varu a tenze páry sem patří ještě osmotický tlak. Jsou charakteristické tím, že nezávisí na chemických vlastnostech látek, ale na množství částic látky, rozpuštěné v roztoku.

Stačí?
Přidat komentář do diskuze ▾