Chemie na silnicích - zimní solení
Můžete to ověřit vlastním pokusem. Pokud vezmete kousek ledu z mrazáku, posolíte ho slabou vrstvičkou kuchyňské soli a dáte ho zpátky - začne během půl hodiny tát - a to navzdory tomu, že je ve stejně mrazivém okolí, ve kterém se předtím vytvořil z vody led.
Zamrzání vody
Zamrzající voda se chová na první pohled podivně. Asi nejvíc upoutá anomálií, která se týká její hustoty.
Naprostá většina látek kolem nás má při nižších teplotách vyšší hustotu. Existuje ale také řada látek, které při přechodu do pevného skupenství svou hustotu zprvu sníží. Mezi ně patří například vizmut, gallium, germanium, plutonium, křemík, tellur nebo slitina, které se říká Woodův kov. Nejznámějším zástupce takových látek - je ovšem voda.
Při ochlazování se hustota tekuté vody pozvolna zvyšuje - až do určité teploty. Při 4 °C pak nastává zlom - a hustota se začne zase snižovat. Vysvětlení je jednoduché - při této teplotě se začnou chaoticky rozházené molekuly v tekutině rovnat do uspořádaného stavu, jaký známe z krystalických látek. Když se podaří všem molekulám najít uspořádaný stav - má nakonec led (krystalická voda) o přibližně 11 % větší objem než voda v tekutém stavu.
Proč taje posolený led?
Na vině je - a to bude možná překvapením - atmosféra naší planety. Posolené silnice zůstávají mokré a bez nebezpečného náledí díky tomu, že má naše planeta dostatečně hustou atmosféru.
Když zapůsobíte na led (krystalickou formu vody) tlakem z vnějšku, mohou jeho krystaly ztratit své uspořádání a dostat se do původně chaotického stavu (stavu, který panuje v tekutině).
Jinými slovy - led, který někdo umístil do lisu, začíná tát i při nízké teplotě.
V přírodě tento “lis” nahrazuje atmosféra. Na 1 čtvereční centimetr povrchu působí díky ní síla, odpovídající přibližně tíze závaží o hmotnosti 1 kg. Organismy, které žijí na zemském povrchu, jsou na tento tlak zvyklé, proto ho prakticky nevnímají.
Led se tedy v přírodě nachází pod neustálým tlakem, takže se na jeho povrchu nachází tenká vrstvička vody.
Když se na led nasype vrstvička soli, snaží se sůl v této vodě rozpustit. Tím se narušuje rovnováha mezi tekutou a pevnou formou vody. Na ledovém krystalu se tvoří další vrstva tekuté vody, ve které se rozpouští další sůl. Proces pokračuje tak dlouho, dokud se nerozpustí celý ledový blok nebo se nevyčerpá zásoba soli.
Výsledkem je pak solanka - voda, ve které je rozpuštěná kuchyňská sůl (NaCl). A ta může být tekutá ještě při teplotách kolem -21 °C.
Proč nezamrzá solanka při teplotách do -21 °C?
V roztoku soli se sůl nachází v disociovaném stavu. Její molekula už není vcelku, ale rozdělila se na ionty sodíku a chloru, které jsou obklopené molekulami vody. Ty totiž nejsou úplně neutrální. Voda vytváří tzv. dipól, část její molekuly má spíše kladný a část záporný náboj. Struktura solanky je překvapivě uspořádaná - kolem každého iontu sodíku nebo chloru se shlukne šest vodních dipólů. Vytvoří tak oktaedrální strukturu (viz obrázek: oktaedr).
Aby mohla taková tekutina s uspořádanou strukturou zamrznout, musela by se nejprve své struktury zbavit. A to je poměrně složité. Ionty soli a vodní molekuly spolu drží díky elektromagnetické síle, která působí mezi kladnými a zápornými náboji. K rozbití struktury by tedy byla potřeba další energie, kterou podchlazený systém neoplývá. Až relativně hodně nízká teplota (kolem -20 °C) dává systému dostatečný důvod, aby se začaly tvořit krystaly ledu.
Posolené silnice tedy zůstávají pro řidiče bezpečné … díky elektromagnetismu, jedné ze základních vesmírných sil.
Dana Tenzler
Barvy v kuchyni (2) - průmyslová žlutá
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Barvy v kuchyni (1) - přírodní žlutá
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? První díl seriálu o barvách.
Dana Tenzler
Čokoládoví velikonoční zajíčci
Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
První lidé, kteří přišli do Evropy - nové datování hornin
Nedávno proběhla médii zpráva o tom, že lidstvo začalo osídlovat Evropu z východu kontinentu. Jak ale vědci určili stáří vzorků? Na datování pomocí radioaktivních izotopů uhlíku totiž byly moc staré. (délka blogu 5 min.)
Dana Tenzler
Umělé zatmění Slunce
ESA se chystá vytvořit (s pomocí dvou satelitů) první umělé zatmění Slunce. Nový převratný experiment na oběžné dráze Země. (délka blogu 3 min.)
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Rusové hlásí průlom fronty. Ukrajinská minela jim přihrála klíčové město
Premium Jako „den průlomů“ oslavují ruští vojenští blogeři pondělní události na doněcké frontě, kde se...
NATO by Rusy porazilo, Putin má jedinou naději, řekl polský ministr zahraničí
Rusko by se mělo bát Severoatlantické aliance, protože ho v případě střetu s ní čeká „nevyhnutelná...
Pokleknete a budete prosit. Generál slíbil zničit NATO do roku 2030
Velitel čečenských sil bojujících na Ukrajině a věrný obdivovatel ruského prezidenta Vladimira...
I na čarodějnice padaly rekordy. Nejtepleji bylo severně od Prahy
Na 24 ze 168 stanic fungujících alespoň 30 let v úterý, poslední den měsíce dubna, kdy se tradičně...
Chci víc peněz na vědu i bezúročné půjčky pro doktorandy, říká nový ministr
Pavel Tuleja, který má být příští týden jmenován novým ministrem pro vědu, výzkum a inovace za TOP...
Green Deal nikdo nezmění. Vnímejme ho jako příležitost, radí Pavel Telička
Premium Česká republika slaví 20. výročí vstupu do EU. Pavel Telička tehdy český vstup v Bruselu...
Von der Leyenová s kampaní navštívila Prahu, na Národní třídě čepovala pivo
Předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyenová v souvislosti s předvolební kampaní Evropské...
Klempíř - Pokrývač do Německa
Arcon Personalservice GmbH
nabízený plat:
75 260 - 90 320 Kč
- Počet článků 971
- Celková karma 19,86
- Průměrná čtenost 1327x