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Wenn Sie jemals zu Hause Eis gemacht oder versucht haben, Eis mit Salz zu schmelzen, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass Sie sich irgendwann mit einer Mischung aus Salz und Eis verbrannt haben. Jede Substanz, die kalt genug ist wie Eis, verursacht Schmerzen, wenn sie lange genug mit der Haut in Kontakt kommt. Wenn Salz und Eis zusammen verwendet werden, können sie so stark gefrieren, dass es so aussieht, als würde die Haut wie Feuer brennen.
Wasserphasen
Wasser existiert wie jede andere Substanz in drei Phasen: fest, flüssig und gasförmig. Atome in ihrer Gasphase (wenn es Dampf genannt wird) sind sehr heiß und bewegen sich mit viel Energie. Bei Temperaturen unter dem Siedepunkt wird es flüssig. Obwohl flüssige Wassermoleküle kälter als Dampf sind, haben sie genug Energie, um sich zu bewegen und zu verhindern, dass sie fest miteinander verbunden sind. Wenn die Temperatur weiter sinkt, gefriert das Wasser und wird zum Feststoff, der als Eis bekannt ist. In diesem Zustand bewegen sich die Moleküle nicht viel und haften aneinander, wodurch das Wasser seine Härte und Form erhält.
Lösungen
Dinge ändern sich, wenn das Wasser unrein ist. Um zu verstehen, warum, ist es notwendig, etwas über Lösungen zu verstehen. Eine Lösung ist ein chemischer Begriff für eine feste Substanz, die in einer Flüssigkeit gelöst wurde, genauso wie Salz in Wasser gelöst werden kann. Wasser ist besonders gut zum Auflösen von Dingen geeignet, da es an den Enden der beiden Moleküle elektrische Ladungen aufweist, so der Wissenschaftsprofessor Dr. Andrew Olson. Diese kleinen Ladungen in jedem Wassermolekül neigen dazu, die einzelnen gelösten Moleküle (dh die im Wasser gelösten Moleküle des Feststoffs) zu umgeben und sich untereinander zu verteilen.
Gefrierpunkterniedrigung
Da Wasser eine Lösung ist, die sich ausbreitet, um jedes Molekül des gelösten Stoffes zu bedecken, können nur wenige Wassermoleküle mit den anderen in Kontakt bleiben. Gelöste Moleküle stören. Dies macht das Wasser weniger in der Lage, Änderungen wie dem Phasenwechsel zu erfahren. Zum Einfrieren einer wässrigen Lösung wird ein Kühler benötigt als zum Einfrieren von reinem Wasser. Dies wird als "Gefrierpunkterniedrigung" bezeichnet und tritt unabhängig vom Material auf, aus dem der gelöste Stoff besteht. Da sich Salz leicht in Wasser löst, hat Salzwasser einen niedrigeren Erstarrungspunkt als reines Wasser.
Eis und Salz
Wenn das Eis mit dem Salz in Kontakt kommt, verringert sich der Gefrierpunkt, sobald sich das Salz aufgelöst hat. Dies führt dazu, dass das Eis im Wasser schmilzt, da das Eis zwar kalt genug ist, damit das reine Wasser als Feststoff vorliegt, aber nicht kalt genug ist, um das Salzwasser einzufrieren. Das Auflösen von Salz und das Schmelzen von Eis kostet jedoch Energie.
Verbrennungen
Die Energie, die durch die chemische Reaktion der Gefrierpunkterniedrigung aufgenommen wird, wird in die unmittelbare Umgebung gezogen. Wenn Eis und Salz mit Ihrer Haut in Kontakt kommen, bedeutet dies, dass die gesamte Wärme von Ihrer Haut abgezogen wird, wodurch sie kalt genug wird, um ein Gefrieren zu erfahren, und Ihnen dabei ein brennendes Gefühl vermittelt.
