Ei! Como alguém que está profundamente envolvido no negócio de cloreto de sódio, vi em primeira mão como esse composto comum pode ter um grande impacto em nossas vidas diárias. Um dos aspectos mais interessantes do cloreto de sódio é o seu efeito no ponto de congelamento da água. Então, vamos mergulhar nele e ver o que está acontecendo aqui.
O básico da depressão do ponto de congelamento
Primeiro, precisamos entender um pouco sobre a depressão do ponto de congelamento. Veja bem, quando você adiciona um soluto (como cloreto de sódio) a um solvente (neste caso, água), ele reduz o ponto de congelamento desse solvente. Esta é uma propriedade coligativa, o que significa que depende do número de partículas de soluto na solução, não no tipo de soluto.
Quando a água congela, suas moléculas começam a se organizar em uma estrutura regular e cristalina. Mas quando você adiciona cloreto de sódio à água, os íons salgados (sódio e cloreto) atrapalham esse processo. Eles atrapalham a formação dos cristais de gelo, dificultando mais para as moléculas de água se unirem e congelarem. Como resultado, você precisa diminuir a temperatura ainda mais do que o normal para a água congelar.
Como funciona o cloreto de sódio
O cloreto de sódio, ou sal de mesa, é composto de íons de sódio (Na⁺) e íons cloreto (CL⁻). Quando você o dissolve na água, esses íons se separam e se espalham por toda a solução. Cada íon atua como um pequeno obstáculo às moléculas de água que tentam formar gelo.
Digamos que você tenha uma xícara de água pura. À pressão atmosférica normal, ele congelará a 0 ° C (32 ° F). Mas se você adicionar um pouco de cloreto de sódio a essa água, o ponto de congelamento cairá. Quanto mais sal você adicionar, menor será o ponto de congelamento.
Por exemplo, se você adicionar cerca de 10% de cloreto de sódio em peso à água, o ponto de congelamento cairá para cerca de -6 ° C (21 ° F). Essa é uma mudança bastante significativa! E é por isso que usamos sal nas estradas e calçadas no inverno. Ao espalhar sal no gelo, estamos abaixando o ponto de congelamento da água no gelo, fazendo com que ele derreta.
Aplicações práticas
A capacidade do cloreto de sódio de diminuir o ponto de congelamento da água tem algumas aplicações práticas realmente importantes. Um dos mais óbvios é o degelo. Como mencionei antes, usamos sal para derreter gelo nas estradas, calçadas e estacionamentos durante o inverno. Isso ajuda a melhorar a segurança, reduzindo o risco de escorregões e quedas.
Mas não é apenas para uso ao ar livre. O cloreto de sódio também é usado em sistemas de refrigeração. Em alguns tipos de geladeiras e freezers, uma solução salmoura (uma mistura de sal e água) é usada para transferir calor. O ponto de congelamento mais baixo da salmoura permite circular pelo sistema sem congelar, mesmo a temperaturas muito baixas.
Outra aplicação está na indústria de alimentos. O sal é frequentemente adicionado aos produtos alimentares para diminuir o ponto de congelamento e impedir que eles congelem durante o armazenamento e o transporte. Isso é especialmente importante para produtos como sorvete e jantares congelados.
Comparando com outros sais
O cloreto de sódio não é o único sal que pode diminuir o ponto de congelamento da água. Existem outros sais, comoFloco de di -hidrato de cloreto de cálcio, Assim,Pó de cloreto de cálcio, ePuncos de cloreto de cálcio, que têm efeitos semelhantes.
O cloreto de cálcio é realmente mais eficaz na redução do ponto de congelamento da água do que o cloreto de sódio. Isso ocorre porque se dissocia em mais íons em solução. Quando o cloreto de cálcio (CACL₂) se dissolve na água, ele se divide em um íon de cálcio (Ca²⁺) e dois íons cloreto (CL⁻), para um total de três íons por unidade de fórmula. Por outro lado, o cloreto de sódio se dissocia apenas em dois íons (Na⁺ e Cl⁻).
Portanto, se você está procurando um agente de degelo mais poderoso, o cloreto de cálcio pode ser uma escolha melhor. No entanto, também é mais caro que o cloreto de sódio, então você precisa pesar o custo contra os benefícios.
Fatores que afetam a eficácia
Existem alguns fatores que podem afetar o quão bem o cloreto de sódio (ou qualquer outro sal) reduz o ponto de congelamento da água. Um dos fatores mais importantes é a concentração da solução salina. Como mencionei anteriormente, quanto mais sal você adicionar, menor será o ponto de congelamento. Mas há um limite para a quantidade de sal que você pode se dissolver na água. Depois de atingir esse ponto de saturação, adicionar mais sal não terá nenhum efeito adicional.
A temperatura também desempenha um papel. A temperaturas muito baixas, a capacidade do cloreto de sódio de diminuir o ponto de congelamento se torna menos eficaz. Isso ocorre porque as moléculas de água estão se movendo tão lentamente que os íons salgados têm mais dificuldade em interromper a formação de cristais de gelo.
O tipo de superfície para o qual o sal é aplicado também pode fazer a diferença. Se a superfície estiver suja ou tiver muitos detritos, o sal pode não conseguir entrar em contato direto com o gelo, reduzindo sua eficácia.
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Referências
- Atkins, P. & De Paula, J. (2014). Química física para as ciências da vida. Oxford University Press.
- Chang, R. (2010). Química. McGraw-Hill.
- Silberberg, MS (2013). Princípios da Química Geral. McGraw-Hill.