Зачем снег посыпают солью

Дошкольный портал Наши деточки для воспитателей, педагогов и родителей

Если Ваш ребенок достиг возраста «почемучки», наверняка, он спрашивал, зачем зимой дорожки посыпают солью? Думаю, на этот вопрос Вы весьма справедливо ответили: «Чтобы не было скользко» или «Чтобы лед и снег растаяли». Что ж, предвосхищая последующие вопросы маленького любознательного человека, предлагаем провести следующий эксперимент, который поможет разобраться, почему тает снег и лед посыпанный солью при температуре ниже, чем предписанные законами физики 0 градусов; наглядно продемонстрировать ребенку, каким образом соль воздействует на лед; ну и конечно весело и с пользой провести время всем вместе.
Итак, для этого по настоящему занимательного опыта по химии нам понадобятся:
— лоточки, мисочки для замораживания льда
— вода
— пищевые красители
— соль

Мы уже рассказывали о трех состояниях воды и о ряде опытов и наблюдений, которые Вы можете запросто выполнить в домашних условиях. Одним из них было наблюдение за замерзанием воды и таянием льда.
Что ж, приступим. Для начала наберем воду в лоточки и разнообразные формочки и поставим их в морозильную камеру или вынесем на балкон или на улицу, если там достаточно холодно. На самом деле, можно воспользоваться и обычной формой для замораживания льда, но тогда кубики получаются слишком маленькие для того, чтобы наблюдать за туннелями, которые возникают в процессе таяния льда при воздействии на него солью. Когда вода основательно замерзнет, выкладываем куски льда на поднос с высокими бортами или в глубокую тарелку. Предлагаем малышу посыпать лед солью. Для моего сына — это был настоящий праздник. Сыпать соль, много-много, а не маленькую ложечку в суп или кашку, когда готовим вместе)))
Затем сверху посыпали пищевыми красителями разных цветов. На самом деле, можно взять жидкую акварель и смешать ее с солью или растворить в небольшом количестве воды гуашь и соль и уже этим раствором при помощи пипетки поливать ледяные фигуры. Но и первый вариант отлично работает. Для эксперимента один брусок льда мы посыпали мелкой пищевой солью, второй и третий — крупной. Затем все три посыпали пищевыми красителями, с той лишь разницей, что на первых двух сынок, вооружившись кисточкой, смешивал краситель с солью, затем снова посыпал солью и снова красителем. А третий я просто отставила в сторону, чтобы посмотреть, будут ли какие-нибудь отличия.
Должна признаться, энтузиазма ребенка хватило надолго. Он с удовольствием посыпал, смешивал соль с красителями и наблюдал за дорожками-туннелями, которые появлялись во льду и окрашивались разными цветами. Мы обсудили еще раз, что лед холодный, а в комнате тепло и он тает. К тому же мы посыпаем его солью, таким образом ускоряя процесс таяния в результате которого лед превращается в воду (в нашем случае скорее в цветную жидкость-раствор из воды, соли и красок).

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ХИМИЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ. ОБЪЯСНЕНИЕ

Как известно вода замерзает при температуре 0 градусов. Когда мы добавляем соль, мы получаем соляной раствор, который замерзает при температуре ниже 0. 10% раствор замерзает при температуре — 6, а 20% при температуре — 16. На дорогах и тротуарах, посыпая лед солью, мы заставляем его растаять, так как соль растворяется в воде и снижает точку ее замерзания.
Когда в данном опыте мы наблюдали за тем, как соль заставляет лед таять, мы наглядно видели, как происходит процесс растворения соли — вначале лед вокруг кристалла соли тает, а затем процесс таяния распространяется от этой точки. Если же температура на улице ниже 12 градусов посыпать дороги солью не имеет большого смысла, так как соль не может проникнуть в воду и раствориться в ней. В таком случае гораздо эффективнее просто посыпать дороги песком, таким образом обеспечив сцепление с поверхностью.

БОЛЕЕ НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ.

Когда мы смешиваем соль со снегом происходит два процесса: разрушается кристаллическая структура соли с поглощением тепла, а также гидратация ионов с выделением тепла в окружающую среду. Для поваренной соли и хлористого кальция первый процесс превалирует над вторым. Именно поэтому происходит активный отбор тепла из окружающей среды при смешивании снега с этими солями. Стоит также отметить, что соляные растворы замерзают при температуре ниже 0 градусов. Другими словами, добавление соли к воде снижает точку ее замерзания. Поэтому чтобы снег и лед растаяли и повторно не замерзали при температуре ниже 0, их посыпают этими солями.

Источник

Почему лед тает под солью, несмотря на минусовую температуру зимой

Вы знаете, что можно посыпать солью обледеневшую дорогу или тротуар, чтобы в дальнейшем на них никто не поскользнулся? Но известно ли вам, как соль плавит лед? Что такое депрессия точки замерзания и как она работает, выясним в статье.

Почему лед тает под солью

Замерзшая вода тает под солью ввиду таких причин:

1. Соль помогает предотвратить повторное превращение воды в лед путем понижения температуры ее трансформации. Это явление называют депрессией точки замерзания.
2. Диапазон рабочих температур не одинаков для всех видов соли. Например, хлорид кальция понижает температуру застывания больше, чем хлорид натрия.
3. В дополнение к таянию льда депрессия точки замерзания может использоваться, чтобы изготовить мороженое без морозильника.

Депрессия точки замерзания

Соль растворяет лед ввиду того, что она понижает точку замерзания воды. Так каков этот процесс? Лед начнет таять лишь в том случае, если на его поверхности есть немного жидкости. Хорошей новостью является то, что вам не нужна большая лужа для достижения результата. Лед обычно покрыт тонкой водяной пленкой, и это все, что требуется.

Чистая вода застывает при 0°C. Вода с солью (или любой иной субстанцией) заледенеет, когда температура будет более низкой. Насколько должно быть холодно, зависит от агента, ликвидирующего гололед. Если вы бросите соль на лед тогда, когда температура не собирается подниматься до новой точки застывания соленого раствора, вы не получите выгоды. Например, если вы бросите столовую соль (натрия хлорид) на лед, когда на улице -17°С, то вы просто покроете лед слоем соли. Но если вы ту же соль положите на лед при температуре -9,5°С, вы сможете предотвратить вторичное застывание тающего льда. Магния хлорид работает до -15°С, а хлорид кальция – до -28,8°С.

Если температура снизится до той отметки, на которой солевой раствор может замерзнуть, энергия будет освобождаться и появятся связи, благодаря которым жидкость заледенеет. Этой энергии хватит, чтобы растопить немного чистого льда и продолжить процесс таяния.

Изготовление мороженого

Вы можете самостоятельно реализовать эффект понижения температуры замерзания, даже если у вас нет рядом заледеневшей дороги. Одним из способов является приготовление собственного мороженого в пакете, где смешивание соли с водой приводит к получению очень холодной смеси. Если вы хотите выяснить, как можно холодный лед получить с помощью соли, смешайте 0,935 кг обычной столовой соли с 2,8 кг колотого льда или снега. Будьте осторожны! Температура смеси опустится до -21°C, что может вызвать обморожение, если вы будете долго держать ее в руках.

Поваренная соль делится в воде на ионы натрия и хлорида. Сахар в воде растворяется, но на ионы не распадается. И все же добавление сахара в воду тоже влияет на температуру замерзания.

Другие субстанции

Реакция соли с водой не единственная, которая вызывает замерзание. Каждый раз, когда вы частицы добавляете в жидкость, температура замерзания снижается, а температура кипения повышается. Еще один отличный пример снижения температуры замерзания — водка. Этот алкогольный напиток содержит и воду, и этанол. В домашней морозилке обычно водка не превращается в лед, так как спирт понижает температуру видоизменения воды.

Источник

Почему лед тает под солью, несмотря на минусовую температуру зимой

Вы знаете, что можно посыпать солью обледеневшую дорогу или тротуар, чтобы в дальнейшем на них никто не поскользнулся? Но известно ли вам, как соль плавит лед? Что такое депрессия точки замерзания и как она работает, выясним в статье.

Почему лед тает под солью

Замерзшая вода тает под солью ввиду таких причин:

1. Соль помогает предотвратить повторное превращение воды в лед путем понижения температуры ее трансформации. Это явление называют депрессией точки замерзания.
2. Диапазон рабочих температур не одинаков для всех видов соли. Например, хлорид кальция понижает температуру застывания больше, чем хлорид натрия.
3. В дополнение к таянию льда депрессия точки замерзания может использоваться, чтобы изготовить мороженое без морозильника.

Депрессия точки замерзания

Соль растворяет лед ввиду того, что она понижает точку замерзания воды. Так каков этот процесс? Лед начнет таять лишь в том случае, если на его поверхности есть немного жидкости. Хорошей новостью является то, что вам не нужна большая лужа для достижения результата. Лед обычно покрыт тонкой водяной пленкой, и это все, что требуется.

Чистая вода застывает при 0°C. Вода с солью (или любой иной субстанцией) заледенеет, когда температура будет более низкой. Насколько должно быть холодно, зависит от агента, ликвидирующего гололед. Если вы бросите соль на лед тогда, когда температура не собирается подниматься до новой точки застывания соленого раствора, вы не получите выгоды. Например, если вы бросите столовую соль (натрия хлорид) на лед, когда на улице -17°С, то вы просто покроете лед слоем соли. Но если вы ту же соль положите на лед при температуре -9,5°С, вы сможете предотвратить вторичное застывание тающего льда. Магния хлорид работает до -15°С, а хлорид кальция – до -28,8°С.

Если температура снизится до той отметки, на которой солевой раствор может замерзнуть, энергия будет освобождаться и появятся связи, благодаря которым жидкость заледенеет. Этой энергии хватит, чтобы растопить немного чистого льда и продолжить процесс таяния.

Изготовление мороженого

Вы можете самостоятельно реализовать эффект понижения температуры замерзания, даже если у вас нет рядом заледеневшей дороги. Одним из способов является приготовление собственного мороженого в пакете, где смешивание соли с водой приводит к получению очень холодной смеси. Если вы хотите выяснить, как можно холодный лед получить с помощью соли, смешайте 0,935 кг обычной столовой соли с 2,8 кг колотого льда или снега. Будьте осторожны! Температура смеси опустится до -21°C, что может вызвать обморожение, если вы будете долго держать ее в руках.

Поваренная соль делится в воде на ионы натрия и хлорида. Сахар в воде растворяется, но на ионы не распадается. И все же добавление сахара в воду тоже влияет на температуру замерзания.

Другие субстанции

Реакция соли с водой не единственная, которая вызывает замерзание. Каждый раз, когда вы частицы добавляете в жидкость, температура замерзания снижается, а температура кипения повышается. Еще один отличный пример снижения температуры замерзания — водка. Этот алкогольный напиток содержит и воду, и этанол. В домашней морозилке обычно водка не превращается в лед, так как спирт понижает температуру видоизменения воды.

Источник

Нас травят реагентами каждую зиму. Разобрались, какими именно

С наступлением морозов на дороге становится опаснее, и в качестве борьбы применяются реагенты для разъедания льда и песок или щебень для лучшей фиксации шипов.

Правда, проблем от этого меньше не становится. Песок и щебень загрязняют дороги, а реагенты разъедают не только лед, но и резину и обувь, а также вредят окружающей среде.

Будьте осторожны! Смотрите, что это за белая крошка под ногами:

Какими бывают реагенты

По разновидностям в Москве распространены следующие смеси и растворы:

? Песок + соль. Самая распространенная комбинация. Не требует специального оборудования

? Хлорид натрия (или обычная соль). Дешево для коммунальщиков и опасно для пешеходов и водителей. Особенно сильно разъедает резину и обувь.

? Хлористый кальций. Плавит лед быстро и без ущерба для экологии, при попадании в почву удобряет ее. Работает даже при минус 30. При этом способен вызвать аллергию у человека и ожоги лап у животных.

? Хлористый кальций модифицированный. Устойчив к сильным морозам, разъедает все на своем пути — лед, резину, обувь, асфальт. Ядовит для животных

? Соль + мраморная крошка или гранитный щебень. Абразивные материалы безопасны для человека и животных. Правда, их необходимо использовать правильно, иначе они закупорят ливневки, и весной на улице будут стоять лужи.

Реагенты также бывают двух типов:

? Жидкие. Используются при температуре не ниже минус 5 градусов, потому что если поверхность уже успела покрыться слоем льда, то налитая сверху жидкость только усугубит дорожную ситуацию, ухудшив сцепление с дорогой.

? Твердые. Менее прихотливы, подходят для использования при любой погоде.

Во всех типах используемых в России реагентов одним из основных компонентов является соль. Химикаты разной степени опасности для вещей, людей и животных – добавлять по вкусу.

Почему именно соль

Для борьбы со льдом соль используется с конца XIX века. Ледяная корка, вступая в химическую реакцию с натрием, за короткий промежуток времени тает превращается в лужу, которая не замерзает даже при температуре ниже минут 10.

Пару десятков минут, и проезжая часть становится абсолютно безопасной — шины не скользят, а из препятствий только слякоть, которая не провоцирует аварии и легко убирается грейдером.

Однако вместе с быстродействием у соли есть и большой недостаток. Еще в XIX веке отмечалось, что она разъедала копыта лошадей.

В настоящее время соль наносит вред шинам автомобилей, нашей обуви и лапам животных. Тем не менее, на улицах дворники разбрасывают зачастую именно её.

В некоторых городах уже задумываются об ограничениях использовании этого едкого компонента. Например, в 2019 году ее использование в Санкт-Петербурге ограничили — в Северной столице соль применяется точечно при резких колебаниях температуры.

Можно ли обойтись без реагентов?

Частично да, но для этого потребуется больше времени и денег.

В 2016 году в Санкт-Петербурге попытались свести использование реагентов к минимуму, сделав упор на очистку дорог и вывоз сугробов с тротуаров. Эффект был ожидаем — увеличились затраты и время работы.

«Это требует больше затрат и усилий, ведь растопить снег проще, чем собрать и вывезти. Но такой подход приводит к лучшим результатам: на дорогах нет грязных луж и жижи, не страдают люди, автомобили, домашние животные и уличные растения», — говорили в 2016 году в комитете по благоустройству Северной столицы.

Спустя какое-то время соль вернулась на улицы Питера. В Москве даже таких экспериментов не делали, как разбрасывали тоннами химическую крупу – так и разбрасывают.

Как проблема с вредными реагентами решается в других странах

Все зависит от погоды. Наиболее распространенное решение — мраморная крошка, но в чрезвычайных ситуациях можно прибегнуть и к более эффективным решениям.

В Финляндии в Хельсинках зима 2019 года выдалась суровее, чем предыдущие, и расходы на защиту дорог увеличились.

Главный пункт борьбы со снегом в Хельсинки — вовремя чистить.

Все улицы делятся на три категории: главные дороги с активным движением, дорогие средней загруженности и небольшие улицы — преимущественно в жилых кварталах.

Дороги первых двух категорий очищаются каждый день до 7 утра, небольшие улицы — раз в три дня.

Своевременная чистка не всегда помогает, поэтому в Хельсинках также применяется соль. Правда, состав реагента изменен, чтобы он наносил окружающей среде меньше урона.

«Чтобы сохранить уровень засоления почв настолько низким, насколько возможно, рекомендуется использовать увлажненную соль», — говорит инженер-специалист по техническому обслуживанию в администрации Хельсинки Туомас Лаутаньеми.

Аналогичным методом снижают урон от соли в некоторых провинциях Канады (в Онтарио и Квебеке). Там используется соль на основе сока сахарной свеклы. За счет собственных кислот она тоже работает как реагент — в результате на растапливание льда требуется на 30% меньше соли.

Кроме того, сок сахарной свеклы делает раствор более плотным, поэтому соль лучше прилипает к асфальту и эффективнее растапливает лед.

Как выяснилось, полностью отказаться от реагентов невозможно. В таком случае, на чистку дороги уйдет гораздо больше времени, чем с ними.

Но можно свести их использование к минимуму или снизить урон с помощью изменения состава. Жаль, что у нас об этом не думают, продолжая посыпать дороги ядовитыми химикатами вперемежку с солью.

Источник