Cosa succede acqua e sale?

Il sale scioglie il ghiaccio, ma come? Un viaggio tra molecole d’acqua e ioni

Cosa succede quando aggiungiamo sale all’acqua? Un gesto semplice, quotidiano, che nasconde una dinamica molecolare affascinante. Non si tratta di una semplice miscela, ma di una vera e propria interazione tra le molecole d’acqua (H₂O) e gli ioni che compongono il sale, il cloruro di sodio (NaCl).

Il sale, allo stato solido, è un reticolo cristallino ordinato, formato da ioni sodio (Na⁺) carichi positivamente e ioni cloruro (Cl⁻) carichi negativamente, legati tra loro da forti legami ionici. L’acqua, invece, è una molecola polare, con una parziale carica positiva sull’idrogeno e una parziale carica negativa sull’ossigeno.

Quando il sale viene aggiunto all’acqua, le molecole d’acqua, attratte dagli ioni del sale, iniziano a circondare e separare gli ioni sodio e cloro. L’ossigeno, con la sua parziale carica negativa, si orienta verso gli ioni sodio positivi, mentre gli idrogeni, con la loro parziale carica positiva, si orientano verso gli ioni cloruro negativi. Questo processo è chiamato solvatazione o idratazione.

La solvatazione degli ioni rompe la struttura cristallina del sale e distribuisce gli ioni Na⁺ e Cl⁻ tra le molecole d’acqua. Questo fenomeno ha importanti conseguenze, soprattutto per quanto riguarda il punto di congelamento dell’acqua.

Nell’acqua pura, le molecole si organizzano in una struttura cristallina ordinata durante il congelamento, formando il ghiaccio. La presenza degli ioni disciolti, però, interferisce con questo processo. Gli ioni, circondati dalle molecole d’acqua, impediscono la formazione di legami idrogeno regolari tra le molecole d’acqua, necessari per la formazione della struttura cristallina del ghiaccio. In altre parole, gli ioni “disturbano” l’ordinata aggregazione delle molecole d’acqua, rendendo più difficile il passaggio allo stato solido.

Di conseguenza, per congelare una soluzione di acqua e sale è necessaria una temperatura inferiore a 0°C, il punto di congelamento dell’acqua pura. Quanto più sale viene aggiunto, tanto più bassa sarà la temperatura di congelamento. Questo principio è alla base dell’utilizzo del sale per disgelo delle strade in inverno: il sale, sciogliendosi nella neve o nel ghiaccio, abbassa il punto di congelamento dell’acqua, facendola sciogliere anche a temperature sotto lo zero.

In conclusione, l’aggiunta di sale all’acqua non è un semplice mescolamento, ma un’interazione chimica che porta alla solvatazione degli ioni e a una modificazione delle proprietà dell’acqua stessa, in particolare del suo punto di congelamento. Un esempio tangibile di come la chimica influenzi la nostra vita quotidiana.