Kemikalier:
Natriumklorid (koksalt)
Is (fruset vatten, gärna som kuber)
Man behöver också en termometer som tål vatten (en frystermometer fungerar utmärkt).
Gör så här
1. Blanda iskuberna med kallt kranvatten och stick ned termometern. Notera att temperaturen stabiliserar sig i närheten av 0°C om termometern inte har direktkontakt med isen.
2. Tillsätt en stor mängd koksalt. Notera att temperaturen störtdyker till långt under "fryspunkten".
Förklaring
1. När is (cirka -18°C) tillförs vatten inleds en smältprocess. Vid smältning av rent vatten (d.v.s. is) kommer temperaturen per definition att vara 0°C (273 K).
2. När vattnet tillförs ett lösligt ämne som t.ex. ett lösligt salt sänks fryspunkten. Detta eftersom det är termodynamiskt fördelaktigt att saltet är löst. Skulle vattnet frysa skulle saltet behöva utestängas från de växande iskristallerna, vilket är termodynamiskt ofördelaktigt eftersom rörligheten och oordningen (den s.k. entropin) för saltets joner då skulle minska. Resultatet blir istället att fryspunkten sänks; iskuberna måste smälta för att kunna lösa saltet (koksalt är ju lättlösligt). Att smälta iskuberna kostar energi vilket märks genom att temperaturen sjunker. Dessutom åtgår lite energi för att lösa saltet (se inlägget från den 25:e juli).
Skulle man upprepa försöket med ett salt med exoterm upplösningsreaktion blir det två effekter som motverkar varandra. Därför är natriumklorid ett mycket bättre val än natriumkarbonat...
Användningsområden
- Glassförsäljare använde salt, is och vatten innan frysboxarna blev allmänna.
- Glykol i kylarvätskan till bilar gör att bilarna fungerar också på vintern.
- Trafikverket saltar vägar för att minska antalet dagar med vinterväglag (metoden fungerar dock inte vid riktigt kalla dagar)
- Inom laboratorieverksamhet kan man bestämma molmassan (i gram/mol) för ett ämne eftersom fryspunktssänkningen är proportionell mot antalet mol/L man löst. Genom att veta hur mycket man vägt in kan molmassan enkelt beräknas.
No comments:
Post a Comment