Zeewater bevriest niet totdat ongeveer -2 ° C (28 ° F) als je meer zout toevoegt, kun je het vriespunt verlagen tot -21 ° C.
We weten van Hoeveel zeewater kan ik veilig drinken? dat zout water drinken niet goed is. Maar het toevoegen van een substantie aan water die een opgeloste stof vormt, verlaagt de vriestemperatuur. U kunt zoveel suikerwater drinken als u wilt, het enige risico is het toevoegen van calorieën die u waarschijnlijk toch nodig heeft.
Hoe hoger de zoutconcentratie, de verlaag de vriespuntdalingen. Elke vreemde substantie, zoals suiker, alcohol of een chemisch zout, die aan het water wordt toegevoegd, vormt een opgeloste stof, die het vriespunt verlaagt en ijs smelt. Bron
Dus als ik suiker aan mijn water wil toevoegen om het te voorkomen invriezen hoe bereken ik hoeveel suiker ik per eenheid water moet toevoegen om het op een bepaalde temperatuur vloeibaar te houden?
Reacties
- Is er een specifieke temperatuur die je ' graag zou willen bereiken?
- @ Swagin9 Ik dacht dat een diagram met alle keuzes het optimale antwoord zou zijn.
- Gerelateerd Wat is het meest veilige en effectieve additief om te bewaren drinkwater door bevriezing?
- Ik ' zou geïnteresseerd zijn in de reactie van het toevoegen van zoiets als elektrolytzout aan uw water om het vriespunt te verlagen. Wat mijn ervaring betreft, is isolatie waarschijnlijk de beste. Maar ik ' ben nog steeds benieuwd.
Antwoord
Dit kan worden berekend met behulp van een eigenschap genaamd cryoscopische constante Kf die de concentratie van een opgeloste stof koppelt aan de vriespuntverlaging T d :
T d = m * K f
waar m is de molaliteit, wat de hoeveelheid mol opgeloste stof is per kg oplosmiddel (hier water). Voor water is Kf 1,86 K * kg / mol en de molaire massa van suiker (sucrose) is 342 g / mol. Dus om de vriespuntverlaging te berekenen, doet u:
Td = 1.86 / 342 * massa suiker in g / massa water in kg
Enkele voorbeelden van gram suiker toegevoegd aan 1 liter water:
g/l Td 10 0.054 50 0.27 500 2.7
Ik vond een science-fair-project dat dit heeft gemeten.
Dus je hebt een enorme hoeveelheid suiker nodig voor een klein effect, niet erg praktisch.
Opmerkingen
- Ja. Suiker is veel zwaarder per mol dan zout, en produceert ook maar één mol deeltjes als één mol wordt opgelost in water (zout dissocieert in ionen en produceert twee mol deeltjes). Deze twee factoren samen maken suiker ongelooflijk onpraktisch.
- @etherealflux zou een monosaccharide beter zijn (bijv. Glucose)? Vermoedelijk een factor ~ 2, dus niet echt.
- @ChrisH Ja, het zou ongeveer twee keer zo effectief zijn als de molaire massa van b.v. glucose (" druivensuiker ") is 180,2 g / mol (sucrose is een disaccharide) en de vriespuntverlaging is omgekeerd lineair in de molaire massa. Er is nog steeds veel van nodig voor een significant effect.
- @imsodin, ik vraag me af of je iets zou kunnen maken dat lijkt op orale rehydratatie-oplossing: NaCl + KCl (dwz lo-zout), glucose, misschien een paar andere verbindingen ( voedseladditieven) in kleine hoeveelheden (appelzuur, zelfs CaCl₂) om de totale molaire concentratie te verhogen.
- @ChrisH Natuurlijk zou je kunnen optimaliseren, uiteindelijk is het allemaal aan het aantal individuele moleculen / ionen opgelost in het water. Je bent dus op zoek naar lichtgewicht stoffen die idealiter in meerdere delen opsplitsen wanneer ze worden opgelost (daarom is zout er best goed in). Ik weet het niet, maar ik denk dat je met standaard " huishouden " maatregelen hebt gewonnen ' niet erg ver komen. Orale rehydratatie-oplossing bevat enkele grammen zout, kalium en ongeveer 10 gram suiker, het netto-effect is 0,58 ° C voor standaard ORS (van wikipedia osmolariteitswaarde).