Hvorfor gør Rock Salt Iskoldere?

Placer en kop, der indeholder rent vand ved siden af en, der indeholder saltvand, og sænk gradvis omgivelsestemperaturen. Ved omkring 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit) vil det rene vand overis og fryse gradvist, mens det salte vand forbliver flydende. Ved en bestemt temperatur under den, hvor frisk vand frøs, fryses saltvandet også. Den faktiske temperaturforskel afhænger af saltkoncentrationen. Årsagen til at dette sker har at gøre med tilstedeværelsen af saltioner i vandet. De interfererer fysisk med vandmolekylernes tendens til at samle sig i en krystalstruktur.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Salt vand har et lavere frysepunkt end rent vand. Vandet på overfladen af salt is er koldere, så isen føles koldere end ren vandis. Hvad sker der når vand fryser?

Hvert vandmolekyle er en kombination af et ilt og to brintatomer arrangeret i en trekant. Dette asymmetriske arrangement giver molekylet en polaritet - den ene side har en nettopositiv ladning, mens den anden side er negativ. På grund af denne polaritet tiltrækkes molekylerne af hinanden. Molekylerne er i konstant bevægelse, men vibrerer og bevæger sig rundt om hinanden uophørligt. Når du sænker temperaturen, aftager molekylerne, og fordi de har mindre energi, begynder de at klæbe til hinanden. På frysepunktet er bevægelsesenergien så lav, at molekylerne samles sammen til en fast struktur.
Tilføj noget salt

Natriumchlorid (NaCl), eller sten salt, består af en positivt ladet natriumion og en negativ chlorion bundet sammen af elektrostatisk tiltrækning i en gitterstruktur. Når du lægger saltet i vand, bryder de polære vandmolekyler strukturen og omgiver de enkelte ioner, der spreder sig i opløsning. Når temperaturen falder, forstyrrer ionerne vandmolekylernes evne til at danne en krystalstruktur, og blandingen bliver ikke til et fast stof, før du sænker temperaturen under frysepunktet for rent vand. Det nye frysepunkt afhænger af saltkoncentrationen, men det laveste kan gå er -21,1 C (-5,98 F). Dette sker ved mætning, når ikke mere salt vil opløses.
Is med et lavere frysepunkt føles koldere

Hvis du henter en frossen terning saltvand, kan det føles koldere end en terning rent vand. Den ene er, at for at fryses, skal en isvand med salt vand være på en lavere temperatur end en isterning med rent vand.

Den anden grund er, at overfladelaget af vand på terningen også er ved en lavere temperatur. På overfladen af hver isterning foregår en udvekslingsproces mellem vand i væske og fast tilstand. Tilstedeværelsen af salt i vandet sænker ligevægtspunktet for denne udveksling ved at sænke frysepunktet for det flydende vand. Derfor er det vand, du føler på overfladen af en saltvandskub, koldere end det på en rent vandkube. Denne dynamik forhindrer også, at vand, der kommer i kontakt med isen, fryser, hvorfor salt ser ud til at smelte is.