Warum gefriert Wasser mit Salz schneller?

Warum gefriert Wasser mit Salz schneller

Im Gegensatz zum weit verbreiteten Irrglauben, dass Salz den Gefrierpunkt von Wasser erhöht, senkt es ihn tatsächlich. Dies mag zunächst widersprüchlich erscheinen, ist jedoch auf einen chemischen Prozess zurückzuführen, der als Gefrierpunktserniedrigung bekannt ist.

Gefrierpunktserniedrigung

Der Gefrierpunkt einer Flüssigkeit ist die Temperatur, bei der sie in einen festen Zustand übergeht. Wenn Salz zu Wasser gegeben wird, dissoziiert es in Ionen, die sich im Wasser verteilen. Diese Ionen stören die regelmäßige Anordnung der Wassermoleküle, die zum Ausbilden einer Kristallstruktur erforderlich ist.

In reinem Wasser können sich die Wassermoleküle zu Eiskristallen verbinden, weil sie durch Wasserstoffbrückenbindungen schwach miteinander verbunden sind. Die Anwesenheit von Salzionen im Wasser behindert jedoch die Bildung dieser Wasserstoffbrückenbindungen, da die Ionen selbst bevorzugt Wasserstoffbrückenbindungen mit den Wassermolekülen eingehen.

Erniedrigter Gefrierpunkt

Durch das Unterbrechen der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen wird es für das Wasser schwieriger, eine Kristallstruktur zu bilden und zu gefrieren. Die Lösung benötigt daher eine niedrigere Temperatur zum Gefrieren als reines Wasser.

Anwendungen

Die Gefrierpunktserniedrigung durch Salz hat verschiedene nützliche Anwendungen. Beispielsweise wird Salz zum Auftauen von Gehwegen und Straßen verwendet, da es den Schnee schneller schmelzen lässt. Es wird auch bei der Herstellung von Eiscreme verwendet, um die Bildung großer Eiskristalle zu verhindern, was zu einer cremigeren Textur führt. Darüber hinaus wird es in Kühlmitteln verwendet, um niedrigere Temperaturen zu erreichen.

Fazit

Obwohl es widersprüchlich erscheinen mag, senkt die Zugabe von Salz zu Wasser tatsächlich dessen Gefrierpunkt. Dies liegt an der Gefrierpunktserniedrigung, einem Prozess, bei dem Salzionen die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wassermolekülen stören und so das Gefrieren erschweren. Diese Eigenschaft hat verschiedene praktische Anwendungen, von der Schneeräumung bis zur Eisherstellung.