Warum senkt Kochsalz die Temperatur von Eiswasser?

Warum Kochsalz die Temperatur von Eiswasser senkt

Die Zugabe von Kochsalz zu Eiswasser führt zu einer unerwarteten Erscheinung: Die Temperatur des Wassers sinkt. Dieses Phänomen wird durch die störende Wirkung der Natrium- und Chloridionen auf die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen verursacht.

Wasserstoffbrückenbindungen in Eis

In reinem Eis sind Wassermoleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden, die ein regelmäßiges Gitter bilden. Diese Bindungen entstehen, wenn ein Wasserstoffatom eines Moleküls nahe an einem elektronegativen Atom wie Sauerstoff oder Stickstoff eines anderen Moleküls liegt. Dadurch entsteht eine schwache elektrostatische Anziehungskraft, die die Moleküle zusammenhält.

Störung durch Natrium- und Chloridionen

Wenn Kochsalz (Natriumchlorid) zu Eiswasser hinzugefügt wird, dissoziieren die Natrium- und Chloridionen in ihre Ionen. Diese Ionen tragen Ladungen, die sie zu starken Dipolen machen. Wenn diese Ionen mit den Wassermolekülen interagieren, stören sie die Wasserstoffbrückenbindungen.

Die Natriumionen werden von den teilweise negativ geladenen Sauerstoffatomen der Wassermoleküle angezogen, während die Chloridionen von den teilweise positiv geladenen Wasserstoffatomen angezogen werden. Diese Anziehungskräfte schwächen die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen und machen sie anfälliger für Bewegung.

Erniedrigung des Gefrierpunkts

Die Störung der Wasserstoffbrückenbindungen durch Natrium- und Chloridionen erschwert es den Wassermolekülen, in ein Kristallgitter anzuordnen. Dies führt zu einer Absenkung des Gefrierpunkts der Lösung. Mit anderen Worten: Es ist eine niedrigere Temperatur erforderlich, um die Lösung einzufrieren, als für reines Wasser.

Daher senkt die Zugabe von Kochsalz zu Eiswasser dessen Temperatur, da die Natrium- und Chloridionen die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen stören und dadurch den Gefrierpunkt der Lösung absenken.