Salter som CaCl2 og NaCl brukes ofte til å tine opp is og snø.

Frysepunktsnedsettelse er det at en væske får lavere frysepunkt fordi et annet stoff er løst i væsken.

Faktaboks

Også kjent som

frysepunktsdepresjon

Bakgrunn

En væske som ikke beveger seg, vil få sitt frysepunkt nedsatt fordi stoffet som løses opp i væsken binder opp væskemolekylene og bidrar til at flere av dem ikke unnslipper fra væskeoverflaten ved hjelp av fordamping. Dermed reduseres damptrykket, kokepunktet øker og frysepunktet avtar.

Frysepunktsnedsettelse er en kolligativ egenskap, som betyr at den bare er avhengig av mengden stoff som løses i væsken og ikke av egenskapene til det løste stoffet.

Frysepunktsnedsettelsen for en væske er proporsjonal med den stoffmengden som er løst i væsken og kan beregnes etter Raoults lov. Det betyr at frysepunktsnedsettelsen ΔT er proporsjonal med molaliteten m til væsken slik at man kan skrive ΔT =Kfm, der Kf er en konstant som avhenger av egenskapene til væsken. For eksempel har vann Kf =-1,86 C/m, mens eddiksyre har Kf =-3,6 C/m og benzen Kf = -5,1 C/m.

Anvendelser

Siden frysepunktsnedsettelse er en kolligativ egenskap, så er det antall partikler eller ioner som avgjør størrelsen på den. Det vil si at dersom man løser opp 0,5 mol NaCl i 1 kg vann, så dannes det både natriumioner (Na+) og klorioner (Cl-), slik at den faktiske molaliteten er m = 1 mol/kg.

Sjøvann består for det meste av NaCl løst opp i vann, og har en faktisk molalitet i størrelsesorden 1 mol/kg, som betyr at frysepunktsnedsettelsen er -1,86 C. Siden rent vann fryser ved 0 °C, kan man derfor si at sjøvann fryser ved omtrent – 2 C. Hvor stor frysepunktnedsettelsen er, avhenger av hvor saltholdig sjøvannet er. Dersom molaliteten er 10 mol/kg, som man har i det mettede saltvannet i Dødehavet, vil altså frysepunkt være 10∙(-1,86 C)=-18,6 C.

Frysepunktsnedsettelse er grunnen til at man ofte strør NaCl (salt) for å få is og snø til å smelte. Siden NaCl er lett tilgjengelig og relativt billig, er dette stoffet ofte det foretrukne valget, selv om man vet at det korroderer metaller og over tid bryter ned en rekke andre materialer det kommer i kontakt med. Det er verdt å merke seg at dersom temperaturen er lavere enn -18,6 C, vil det ikke ha noen hensikt å strø NaCl.

Dersom man bruker andre salter til å redusere frysepunktet til vann, må man huske på at det er antall ioner som betyr noe. For eksempel vil 0,5 mol magnesiumsulfat løses opp i 0,5 mol Mg2+ ioner og 0,5 mol SO42- ioner, og dermed danne en løsning på 1 mol/kg i 1 kg vann. Derimot vil 0,5 mol CaCl2 løses i 0,5 mol kalsiumioner (Ca2+) og 1 mol klorioner (2Cl-), og dermed til sammen gi faktisk molalitet 1,5 mol/kg. Det betyr at 0,5 mol CaCl2 i 1 kg vann vil ha en frysepunktsnedsettelse på 1,5∙(-1,86 C) = -2,8 C. Det faktum at kalsiumklorid gir stor frysepunktsnedsettelse, og at dens reaksjon med vann er en eksoterm prosess som frigjør varme, gjør at dette stoffet ofte benyttes til å salte mindre områder. En mettet løsning av CaCl2 har molalitet på rundt 16 mol/kg med frysepunktet omtrent -30 C.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg