L'aggiunta di sale all'acqua riduce il suo punto di congelamento. Questo si chiama depressione del punto di congelamento ed è una proprietà coligativa, il che significa che dipende dal numero di particelle di soluto presenti nella soluzione, non dalla loro identità specifica.
Ecco perché:
* Interruzione del legame molecola d'acqua: Le molecole d'acqua formano forti legami idrogeno che li tengono insieme in una struttura cristallina quando si congelano. Gli ioni sale (Na+ e Cl-) interrompono questi legami attirando molecole d'acqua, rendendo più difficile per loro formare il normale reticolo di ghiaccio.
* aumento entropia: Gli ioni sale aumentano anche l'entropia (disturbo) della soluzione, rendendo più difficile per le molecole d'acqua allinearsi in una normale struttura di ghiaccio.
Procedura per sperimentare la depressione del punto di congelamento:
Materiali:
* 2 contenitori identici (ad es. Beaker o barattoli)
* Acqua distillata
* Sale da tavolo
* Termometro
* Ghiaccio
* Mescolare l'asta
* Cilindro graduato o tazze di misurazione
Procedura:
1. Etichetta i tuoi contenitori: Etichettare un contenitore "acqua salata" e l'altro "acqua dolce".
2. Prepara le tue soluzioni:
* Nel contenitore "acqua dolce", versare circa 100 ml di acqua distillata.
* Nel contenitore "acqua salata", versare circa 100 ml di acqua distillata. Quindi aggiungere 1-2 cucchiai di sale e mescolare fino a quando non si dissolve.
3. Posizionare i contenitori nel congelatore: Posizionare entrambi i contenitori nel congelatore contemporaneamente.
4. Monitora il punto di congelamento:
* Utilizzare il termometro per controllare la temperatura di entrambi i contenitori ogni 15 minuti. Nota la temperatura alla quale ogni soluzione inizia a congelare (quando i cristalli di ghiaccio iniziano a formarsi).
* Continuare il monitoraggio fino a quando entrambe le soluzioni non sono completamente congelate.
5. Osservazioni di registrazione: Registra il punto di congelamento iniziale di ogni soluzione.
Analisi:
* Confronta i punti di congelamento delle due soluzioni. Dovresti osservare che la soluzione di "acqua salata" ha un punto di congelamento inferiore rispetto alla soluzione di "acqua dolce".
* Ripeti l'esperimento con diverse concentrazioni di sale per studiare la relazione tra concentrazione di sale e depressione del punto di congelamento.
Precauzioni di sicurezza:
* Indossa sempre gli occhiali di sicurezza quando si lavora con sostanze chimiche.
* Be careful when handling hot or cold containers.
* Utilizzare acqua distillata per garantire risultati accurati.
Ulteriori esplorazioni:
* Indagare l'effetto di diversi tipi di sali sulla depressione del punto di congelamento.
* Esplora l'applicazione della depressione dei punti di congelamento in scenari di vita reale come la sicurezza su strada invernale o la conservazione degli alimenti.
Nota: Questo esperimento è una semplice dimostrazione del fenomeno della depressione del punto di congelamento. Per misurazioni più precise, potrebbe essere necessario utilizzare attrezzature e procedure specializzate.
