塩溶液と比較した水の凝固点

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著者: Louise Ward
作成日: 10 2月 2021
更新日: 19 5月 2024
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化学「凝固点降下」
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塩水は、純粋な水とは異なる見た目、匂い、味だけではありません。塩水中の塩化ナトリウム(塩)は、凝固点を含む特定の化学反応に影響を与えます。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

純水は華氏32度で凍結しますが、塩は固体に出入りする分子の動きを妨げるため、華氏マイナス6度に達するまで塩溶液は凍結しません。

水の凝固点

水の凝固点は、液体から固体に変化する温度です。純水または蒸留水は華氏32度(摂氏0度)で凍結します。これは、水が固体の氷から液体の水に変わるときの融点と同じです。ただし、水に凝固点降下を引き起こす可能性のある異物が含まれている場合、水の凝固点は低くなる可能性があります。条件によっては、華氏マイナス40〜42度の温度に達するまで水が凍結しないことがあります。これは、水が周りに結晶構造を作成するために種結晶または核(小さな粒子)を必要とするためです。水が純粋な場合、結晶構造が形成される温度に達するまで液体状態を保持できます。

塩溶液の凝固点

純水は、水素と酸素の水分子が結合して結晶氷構造を形成すると凍結します。塩を加えると、分子が結合しにくくなります。塩水の凍結温度ははるかに低くなります。塩分が多いほど、凝固点が低くなります。飽和点(液体に塩を溶解できない点)の塩溶液は、華氏マイナス6度(摂氏21.1度)で凝固点に達します。凍結プロセス中、塩は液体中に残ります。塩で飽和していない水から始めると、残りの水は凍結するにつれて飽和状態になります。たとえば、水が摂氏マイナス10度で凍結し始めた場合、最後の水が摂氏マイナス21.1度で凍結するまで温度が下がると、さらに多くの水が凍結します。純水は1つの正確な温度で凍結しますが、飽和していない塩水はある温度範囲で凍結します。冷凍塩水には塩がほとんど含まれていないため、溶かして飲料水として使用できます。

水の密度

純水と塩水とのもう1つの違いは、密度または物質の密集度に関するものです。塩水は、凝固点に向かって下がるにつれて密度が高くなります。純水は華氏39.2度で最も密度が高く、凝固点よりもはるかに高いです。