Vaří se osolená voda při stejné teplotě jako neosolená? A jak je to s potravinami - uvaří se rychleji v osolené nebo neosolené vodě? (délka blogu 10 min.)
Kuchaři mají jasno ohledně toho, kdy se má voda v hrnci (například když vaříte maso nebo zeleninu) solit a kdy ne.
Z jednoduchých fyzikálních úvah vyplývá, že pokud chceme chutný vývar - vodu solit nemáme, aby se osmóza mohla postarat o vyplavení látek z vařených potravin.
Pokud chceme naopak chutnou vařenou zeleninu (případně maso) - musíme vodu, ve které se vaří, osolit, aby se z potraviny chuť nevyvařila.
Jak je to ale se samotnou vodou? Vaří se osolená a neosolená voda při stejné teplotě? Začne se neosolená voda snad dokonce vařit rychleji? Co na to říkají zákony fyziky a chemie?
Fyzika a chemie osolené vody
Pokud se voda přivede k varu, znamená to, že se jejím molekulám dodalo tolik energie, aby se díky své nově nabyté rychlosti mohly osvobodit od sil, které je drží v tekutině pohromadě - tekutinu opustit a stát se součástí páry.
V osolené vodě je situace trochu složitější. Ve vodě rozpuštěná kuchyňská sůl se v roztoku rozpadá na jednotlivé ionty: záporně nabitý iont chloru Cl- a kladně nabitý iont sodíku Na+. Ty pak reagují s molekulami vody. Připomeňme si, že se molekuly vody podobají rozhádanému manželskému páru - dvě části molekuly vykazují rozdílné částečné náboje.
Pokud se chce vodní molekula osvobodit z osoleného roztoku, musí vynaložit více síly než u destilované vody. V roztoku ji totiž drží přítulnost nejen ostatních vodních molekul - ale také iontů chloru a sodíku.
Znamená to, že se molekula vody (která se chce stát párou) musí pohybovat rychleji, aby unikla ostatním molekulám ve velice společenském roztoku soli. A to zase znamená, že se vodní roztok soli začne vařit až při vyšší teplotě.
Raoultův zákon
Jev byl popsán jako Raoultův zákon. Je to závislost tlaku páry nad kapalným roztokem na množství rozpuštěné látky (zde soli). Látka, která se ve vodě rozpouští musí být tuhá a nemá snadno sublimovat, aby zákon fungoval - obě podmínky splňuje kuchyňská sůl bez problémů.
Relativní snížení tlaku syté páry nad roztokem netěkavé látky podle tohoto zákona odpovídá koncentraci této látky v roztoku. Jinými slovy - čím více soli se ve vodě rozpustilo, tím větší účinek má na zvýšení teploty varu.
Jako vždy - zákony fyziky a chemie se týkají ideálních roztoků a ideálních stavů. Reálné roztoky, které by se přesně řídily Raoultovým zákonem ve větším rozmezí koncentrací nejsou moc běžné. Proto je třeba Raoultův zákon brát jako přiblížení, pro naše kuchyňské účely je ovšem dostatečně přesné.
A tak - pokud nasypeme do 1 litru vody 1 mol kuchyňské soli (1 mol je v případě NaCl 58 g), zvýší se teplota varu o 0,51 °C.
Vaří se tedy voda pomaleji, protože se musí ohřát na vyšší teplotu?
Na první pohled by se to mohlo zdát logické. Na to, aby dosáhla vyšší teploty, potřebuje voda delší dobu, musí se jí totiž dodat více energie - a její přísun bývá v kuchyňských podmínkách konstantní - a záleží na typu varné desky nebo druhu vařiče (například elektrický versus plynový).
Už na druhý pohled je ale situace trošku složitější. Změnou chemického složení roztoku se totiž zpravidla mění i další jeho charakteristiky. Například množství tepla, které je potřeba k ohřátí roztoku o jeden stupeň Celsia.
A skutečně je tomu tak i v případě osolené vody. Slaná voda lépe “vstřebává” energii. Na to, aby se ohřálo její stejné množství ze 20 °C na 100°C, potřebuje osolená voda kratší dobu, než voda neosolená. K varu bude pak osolená voda přivedena dříve než neosolená i přesto, že musí dosáhnout vyšší teploty.
Zdálo by se tedy, že zmatek je kompletní. Naštěstí nejsou tyto změny nijak drastické. V běžných podmínkách si jich v kuchyni určitě nevšimnete.
Odsunutý var
Čeho si ale určitě všimnete, je jev, kterému se říká “odsunutý var”.
Jistě to znáte. Dali jste vařit vodu na špagety ale zapomněli ji osolit. Vzpomente si až ve chvíli, kdy se voda vaří. Nasypete tedy do hrnce potřebné množství soli - a voda se vařit přestane. Co se stalo?
Nemusí to být nutně výše popsaný jev, který se vyjadřuje Raoultovým zákonem. Spíše se jednalo o něco jiného.
Sůl je pevná krystalická látka. Na to, aby se rozpustila ve vodě, potřebuje dodat energii. A tu odčerpává krystalická sůl z vody, ve které se rozpouští - teplá voda se tedy trochu ochladí. Zároveň měla sůl, vhozená do hrnce, jistě pokojovou teplotu - a musí tedy nejprve vyrovnat svou teplotu s teplotou vody. Oba efekty způsobí malé ochlazení vodního roztoku - a může se tedy stát, že se nejprve na chvíli přestane vařit.
Uvaří se potraviny v osolené vodě rychleji?
Aby byla situace ještě komplikovanější - je tu ještě jeden jev, který má vliv na to, jak rychle se vaří potraviny v osolené a neosolené vodě.
Jde o to, že “uvařením” označujeme stav, kdy v potravině proběhly určité (vysokou teplotou vařící vody iniciované) proměny a chemické reakce. A čím vyšší teplota v potravině panuje, tím rychleji tyto reakce probíhají. Zjednodušeně se dá říci, že zvýšení teploty o 10 °C urychlí chemické přeměny 2x - 4x.
Takže i nepatrné zvýšení teploty varu u osolené vody musí mít nutně za následek rychlejší průběh reakcí, které způsobí “uvaření” potraviny.
V osolené vodě se vaří potraviny skutečně trochu rychleji než v neosolené…
