Sjøvann fryser ikke til omtrent −2 ° C (28 ° F) hvis du tilsetter mer salt, kan du senke frysepunktet til -21 ° C.
Vi vet fra Hvor mye sjøvann kan jeg trygt drikke? at drikkevann ikke er bra. Men å legge til et hvilket som helst stoff i vann som vil danne en løsemiddel, vil senke frysetemperaturen. Du kan drikke så mye sukker vann du vil, den eneste risikoen er tilsatt kalorier som du sannsynligvis trenger uansett.
Jo høyere konsentrasjonen av salt, jo senk frysepunktfallene. Ethvert fremmed stoff, for eksempel sukker, alkohol eller kjemisk salt, tilsatt til vannet, danner en løsemiddel som senker frysepunktet og smelter is. Kilde
Så hvis jeg vil tilsette sukker i vannet mitt for å holde det fra frysing hvordan beregner jeg hvor mye sukker per enhet vann jeg trenger å tilsette for å holde det flytende ved en gitt temperatur?
Kommentarer
- Er det en spesifikk temperatur du ' ønsker å nå?
- @ Swagin9 Jeg tenkte at et diagram med alle valgene ville være det optimale svaret.
- Relatert Hva er det mest sikre og effektive tilsetningsstoffet å beholde drikkevann fra frysing?
- Jeg ' ville være interessert i å se responsen ved å tilsette noe som elektrolyttsalter til vannet ditt til lavere frysepunkt. Så langt jeg erfarer, er nok isolasjon det beste. Men jeg ' er fortsatt nysgjerrig på å vite.
Svar
Dette kan beregnes ved hjelp av en egenskap som kalles kryoskopisk konstant Kf som knytter konsentrasjonen av et løst stoff til frysepunktet depresjon T d :
T d = m * K f
hvor m er molaliteten som er mengden mol oppløst stoff per kg løsningsmiddel (her vann). For vann er Kf 1,86 K * kg / mol og molmassen av sukker (sukrose) er 342 g / mol. Så for å beregne frysepunktsdypet gjør du:
Td = 1,86 / 342 * masse sukker ig / masse vann i kg
Noen eksempler på gram sukker tilsatt 1 liter vann:
g/l Td 10 0.054 50 0.27 500 2.7
Jeg fant en science-fair-project som målte dette.
Så du trenger en enorm mengde sukker for en liten effekt, ikke veldig praktisk.
Kommentarer
- Jepp. Sukker er langt tyngre per mol enn salt, og produserer også bare ett mol partikler når en mol er oppløst i vann (salt dissosieres i ioner og produserer to mol partikler). Disse to faktorene sammen gjør sukker utrolig upraktisk.
- @etherealflux ville et monosakkarid være noe bedre (f.eks. Glukose)? Antagelig en faktor på ~ 2, så egentlig ikke.
- @ChrisH Ja det ville vært omtrent dobbelt så effektivt, som molmassen på f.eks. glukose (" druesukker ") er 180,2 g / mol (sukrose er et disakkarid) og frysepunktet depresjon er omvendt lineær i molær masse. Det kreves fortsatt mye av det for en betydelig effekt.
- @imsodin, jeg lurer på om du kunne lage noe som ligner på oral rehydratiseringsløsning: NaCl + KCl (dvs. lo-salt), glukose, kanskje noen få andre forbindelser ( tilsetningsstoffer) i små mengder (eplesyre, til og med CaCl₂) for å få den totale molare konsentrasjonen opp.
- @ChrisH Jo, du kan optimalisere, til slutt er det alt opp til mengden av individuelle molekyler / ioner løst i vannet. Så du leter etter lette stoffer som ideelt splittes i flere deler når de løses (det er derfor salt er ganske bra på det). Jeg vet ikke, men jeg antar at med standard " husholdning " måler du vunnet ' t komme veldig langt. Oral rehydrering løsning har noen gram salt, kalium og ca 10 gram sukker, nettoeffekten er 0,58degC for standard ORS (fra wikipedia osmolaritetsverdi).