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Wie bringt
Salz das Eis zum Schmelzen?
Quelle: http://www2.t-online.ch/c/15/39/96/1539964.html
Vor der Erfindung des Kühlschranks nutzte man eine
besondere Eigenschaft von Salz, um Eiscreme
herzustellen : Das Lösen von Salz in Wasser ist
eine leicht endotherme Reaktion,
entzieht also dem Wasser etwas Wärme. So kühlt
es ab. Mit "Salz" ist hier tatsächlich unser Koch-
und Streusalz gemeint, also Natriumchlorid.
Tieferer Gefrierpunkt
Eigentlich paradox, wird doch im Winter Salz auf eisbedeckte
Strassen gestreut. Und ganz offensichtlich taut das Glatteis.
Weshalb? Die Antwort darauf ist nicht ganz einfach. Eine
erste, aber noch unvollständige Erklärung bringt
die Absenkung
des Gefrierpunktes : Salzwasser gefriert nicht bei
0 Grad. Je nach Menge des gelösten Kochsalzes wird
Wasser bis zu einer Temperatur von -21 Grad nicht mehr fest.
Salz als Störfaktor
Weshalb? Einfach ausgedrückt, indem die Natrium- und
Chlorid-Ionen aus dem gelösten Salz der Bildung
von Eis im Weg sind . Diese geladenen Teilchen umgeben
sich mit den Wasser-Molekülen. Es braucht deshalb mehr
- oder besser gesagt weniger, nämlich tiefere Temperaturen
- bis sich die Wassermoleküle selber in einem festen
Gitter organisieren und Eis bilden. Natrium und Chlorid wirken
als Störelemente in dieser Struktur.
Wie bei Verdunstung
Das erklärt aber noch nicht ganz, weshalb denn Eis in
Kontakt mit Salz schmilzt. Zur Erklärung dafür
ein etwas bekannterer Vorgang: Wenn Wasser kocht, wird es
ziemlich schnell in Wasserdampf umgewandelt. Wasserdampf
entsteht aber auch bei tieferen Temperaturen, wenn sich die
Moleküle einigermassen zufällig und Spontan lösen
- bei der Verdunstung.
Kreislauf von tauen und gefrieren
Ähnliches beim Eis: Das ist - so es nicht unglaublich
kalt ist - nie nur fest, sondern immer
von einem gewissen Wasserfilm überzogen. Der entsteht in einem Kreislauf:
Einige Wassermoleküle verlassen das Eisgitter und bilden flüssiges
Wasser, andere gehen wieder zurück in das Gitter und
bilden Eis.
Eingriff in Kreislauf
In diesen dynamischen, aber bei gegebener Temperatur ausbalancierten
Prozess von Tauen und Gefrieren auf Molekülebene greift
Streusalz ein: Es
"bindet" den vorhandenen Wasserfilm, der wegen
der Gefrierpunkt-Erniedrigung nicht mehr gefrieren kann.
Aber es verlassen immer noch Wassermoleküle das Eisgitter.
Auch die werden vom Salz gebunden. Und so weiter - bis sich
das Eis ganz aufgelöst hat.
Eigentlich taut Salz nicht auf
Genau genommen bringt Streusalz also das Eis nicht zum Schmelzen,
es verhindert einfach, dass Wasser wieder gefriert. Wobei
die Natrium- und Chlorid-Ionen im Schmelzwasser schon dazu
beitragen, das Lösen der Wassermoleküle aus dem
Eisgitter zu beschleunigen.
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