氷は水やソーダで速く溶けますか?

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著者: Randy Alexander
作成日: 25 4月 2021
更新日: 16 5月 2024
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氷の実験#1-氷を最も早く溶かすものは何ですか?
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氷は、ソーダよりも水で速く溶けます。これは、ソーダにナトリウム(塩)が含まれており、ナトリウムを加えると、普通の水よりも氷の溶解が遅くなるためです。氷が溶けるためには、水分子を結合する化学結合を破壊する必要があり、結合の破壊には常にエネルギーが必要です。ナトリウムを溶液に追加すると、結合を破壊するのに普通の水よりも多くのエネルギーが必要になり、融解が遅くなります。

水素結合

私たちが知っているように、水は生命にとって重要な物質であり、そのユニークな特性は、水分子の原子間および水分子自体の間に形成される化学結合の種類に一部起因します。水分子の酸素原子と水素原子は水素結合によって結合されます。水素結合は、分子が動き回るにつれて絶えず壊れて形成される弱い結合です。

意義

水分子は、それらを結合する弱い水素結合のために多くの移動性を持っています。これが、水が華氏32度(および華氏212度未満、蒸気になる温度)で液体である理由です。温度が高いほど、分子内の原子は速く動きます。温度が華氏32度まで下がると、原子はゆっくりと動き、最終的に水が氷に変わると「凍結」して結晶化します。

融点

融点とは、氷が固体から液体に相を変える点です。普通の水の融点は華氏32度ですが、ソーダ中のナトリウムは、氷がソーダで溶ける前に華氏32度よりもかなり低温でなければならないことを意味します。これは、ナトリウムが氷の融点を下げるため、氷が溶ける前に溶液を冷やさなければならないためです。

ナトリウム効果

ソーダ中のナトリウムは融点を下げ、普通の水よりもゆっくりと氷を溶かします。これは、塩(または任意の物質)を加えると、結合を形成して「凍結」するために利用できる自由水分子が少なくなるためです温度が下がると氷になります。結合を破壊して氷を溶かすには、溶液から熱を除去する必要があります。これにより、溶液全体の温度とソーダ中の氷の融点が下がります。

考慮事項

寒冷地に住んでいる人は、塩分を含んだ道路が雪の多い地域では普通であるため、塩が氷の融点を直観に反するという事実に気付くかもしれません。しかし、雪の多い状況では、塩は道路を氷から守ります。ここで説明したように、塩を加えると、水が凍結する温度が下がります。したがって、塩の存在下では、雪は氷に変わり、道路を滑らかにする代わりに、低温で液体のままになります。