Сіль і замерзання води

При нормальних умовах, звичайна вода замерзає при 0 ° С або 32 ° F. Однак, якщо додати сіль до води, її температура замерзання знижується. Давайте подивимося, чому сольовий розчин води температура замерзання нижче нуля, і як ви можете використовувати цей факт, щоб зробити морозиво!

На право посудину з водою з кубиком льоду в ньому. Води і льоду при 0 ° С, що температура плавлення льоду і замерзання води.
Молекули льоду постійно втечу у воду (температура плавлення), і молекули води захоплення на поверхні льоду (замерзання).
Коли швидкість заморожування само, як і швидкість плавлення, обсяг льоду та кількість води не зміниться. Льоду і води, як кажуть, у динамічній рівновазі один з одним. Лід тане, і вода замерзає, але обидва вони відбуваються з тією ж швидкістю, так що немає чистого зміни в будь-якій кількості.
Ця рівновага буде зберігатися до тих пір, як вода залишається при температурі 0 ° С, або якщо щось трапиться на користь одного з процесів над іншим.


Ось той же контейнер, але там, де температура води -10 ° C.
Молекули води рухаються повільніше, тому що вони містять менше тепла. Ці повільніше рухаються молекули води більш легко захоплений льоду, а також заморожування відбувається в більшій мірі, ніж плавки.
Оскільки Є більше води, молекул, захоплених льоду (заморожування), ніж Є льоду молекули звертаються до води, кінцевим результатом є те, що кількість води зменшується, а кількість льоду збільшується.
Так як більше заморожування відбувається, чим плавлення, вода в кінцевому підсумку все перетворюється на лід.


На цей раз ми нагрівали воду до 10 ° C.
Тепер молекули води рухаються швидше, тому що вони містять набагато більше тепла. Ці швидше рухаються молекули не можуть бути легко захоплена поверхні льоду, так що не дуже багато з них замерзають. Заморожування відбувається повільнішими темпами, ніж плавки.
Оскільки Є менше молекул води будучи захоплений льоду (заморожування), ніж Є льоду молекули звертаються до води, кінцевим результатом є те, що кількість води збільшується, і кількість льоду зменшується.
Так як більше плавлення, що відбувається, чим заморожування, лід, зрештою, все перетворюється на воду.

Те, що ми дізналися досі, що, коли кубик льоду занурюється у воду, деякі з лід завжди плавлення, і деякі з води завжди замерзання. Якщо це відбувається як з тією ж швидкістю, вміст контейнера на заморожування / плавлення. Для чистої води, це відбувається при температурі 0 ° C.
Якщо один з цих процесів відбувається швидше, ніж інші, вода буде повністю заморозити або лід буде повністю танути.

Так яким же чином додавання солі до води впливає на результат? Давайте подивимося.


Ось той же контейнер з водою при температурі 0 ° С, тільки цього разу вода містить солі молекул. Додавання солі порушує рівновагу.
Сіль молекул розчиняються у воді, але не надають легко твердого льоду. Є менше молекул води в рідині, так як частина води була замінена сіль. Це означає, що кількість молекул води в стані бути захоплений льоду (заморожені) виходить з ладу, тому швидкість промерзання знижується.
Швидкість танення льодів не змінюється при наявності солі, тому плавлення тепер відбувається швидше, ніж заморожування. Так зрештою лід тане.


Для того, щоб повернути систему в стан рівноваги, де кількість молекул води, які мерзнуть дорівнює числу молекул, що лід тане (це замерзання / плавлення), ми повинні знизити температуру достатньо, щоб зробити воду молекул сповільниться настільки, що ще може приєднатися до лід.
Коли кількість молекул води, які заморожування дорівнює кількості льоду молекули, які тануть, рівновага буде досягнуто.
У нашому прикладі, ця точка буде досягнута при температурі +4 ° С, що буде новий заморожування / плавлення. Чим вище концентрація солі, тим нижче замерзання крапель точки.

Як лід починає замерзати з солоної води, частка води в розчині стає ще нижче, а температура замерзання крапель далі! Однак це не триває нескінченно. У певний момент рішення стане насиченим сіллю. Це відбувається по солі у воді при температурі -21,1 ° С, тому холодний насичений розчин солі і води може отримати.
При цій температурі, сіль починає кристалізуватися з розчину, а також льоду, поки розчин не замерзає повністю. Заморожений розчин є сумішшю окремих солі (NaCl · 2H ₂ O) кристалів і кристалів льоду. Це гетерогенна суміш називають евтектичної суміші.

Будь-яке стороннє речовина додають у воду призведе до заморожування краплепадіння. Для кожного моля сторонніх часток, розчинених в кілограм води, температура замерзання знижується приблизно на 1,8 ° C. Цукор, алкоголю або будь-яких хімічних солей буде також нижче точки замерзання і танення льоду. Сіль використовується на дорогах і пішохідних доріжок, тому що це недорогий і легко доступні.

Ви могли б припустити, що більш великі молекули можуть перешкоджати заморожування молекул води ще більше, і мають більш сильну дію на точці замерзання. Однак, це не так. Фактичні молекули настільки малі в порівнянні з відстанню вони проходять через рідину, розміром чи фактор взагалі.

Тепер найцікавіше! Для того щоб зробити правильний морозива, яке є гладким і вершковим, Ви повинні заморозити його рівномірно і швидко. Найпростіше це зробити за допомогою суміші льоду, води і солі, які будуть при температурі багато градусів холодніше, ніж 0 ° С. Так як ви використовуєте сіль / льоду рішення тільки для швидкого охолодження, і не їдять його, ви можете використовувати будь-який вид солі. Кам'яна сіль працює добре. Для вашого задоволення, ось два рецепти для саморобного морозива, які використовують принцип зниження точки замерзання.

1. Морозиво в мішечку:

Покласти в сендвіч-розмір Zip-Loc сумку і "поштовий" закрито:
- 1 столова ложка цукру
-1 / 2 склянки молока
- 1 / 4 чайної ложки ванільного

Покласти в галон розміру Zip-Loc сумку і "поштовий" закрито:
- Заповнити та блискавки сендвіч мішок зверху
- 2 столові ложки кам'яної солі
- Досить, кубики льоду, щоб майже заповнити мішок

Струсніть-н-рол великий мішок знову і знову, поки внутрішня суміш заморожених (близько 20 хв.)


2. КАВА МОЖЕ і воздуховод МОРОЗИВО TAPE:

Вам знадобиться звичайну каву розміру може, гігантський розмір може кави, клейка стрічка, лід, і звичайним солі.

Ванільне морозиво Інгредієнти:
- 1 склянка жирних вершків
- 1 чашка світло-кремовий
- 1 збите яйце
- 1 / 2 склянки цукру
- 1 ч. л. ванільного екстракту

Шоколад Склад морозива:
- 1 склянка жирних вершків
- 1 чашка світло-кремовий
- 1 / 2 склянки цукру
- 4 столові ложки какао
- 1 / 2 ч. л. ванільного екстракту
- 1 / 8 ч. л. сіль

Кава Склад морозива:
- 1 склянка жирних вершків
- 1 чашка світло-кремовий
- 2 столові ложки миттєвого гранул кави
- 1 / 2 склянки цукру
- 1 / 8 ч. л. сіль

Метод для всіх сортів:

У звичайну каву можна змішати всі інгредієнти. Друк може кришка добре з клейкою стрічкою.
Помістіть це менше, запечатані може всередині гігантських розмірів кави може.
Оновлення льоду і 1 склянку солі навколо невеликої герметичний може. Покладіть кришку на великих може, і клейкою стрічкою його закриття.
Відкат і вперед на 15 хвилин.
Відкриті контейнери і розмішати суміш, очищаючи сторін може. На даний момент, ви можете додати будь-які додаткові ingedients ви хочете (наприклад, подрібнені горіхи, родзинки, шоколад).
Reseal маленький може і місце ще в більшій можете. Repack його сіллю і льоду, і запечатайте.
Продовжити прокатки протягом 10 хвилин.