Havsvatten fryser inte förrän ungefär −2 ° C (28 ° F) om du lägger till mer salt kan du sänka fryspunkten till -21 ° C.
Vi vet från Hur mycket havsvatten kan jag dricka säkert? att dricka saltvatten inte är bra. Men att tillsätta något ämne till vatten som bildar en löst substans sänker frystemperaturen. Du kan dricka så mycket sockervatten som du vill, den enda risken är tillsatta kalorier som du troligtvis behöver ändå.
Ju högre koncentrationen av salt, desto högre sänka fryspunktens droppar. Varje främmande ämne, såsom socker, alkohol eller kemiskt salt, tillsatt till vattnet, bildar ett löst ämne som sänker fryspunkten och smälter is. Källa
Så om jag vill lägga till socker i mitt vatten för att hålla det från frysning hur beräknar jag hur mycket socker per enhet vatten jag behöver tillsätta för att hålla det flytande vid en given temperatur?
Kommentarer
- Finns det en specifik temperatur som du ' vill nå?
- @ Swagin9 Jag tänkte att ett diagram med alla val skulle vara det optimala svaret.
- Relaterat Vad är den mest säkra och effektiva tillsatsen att behålla dricksvatten från frysning?
- Jag ' skulle vara intresserad av att se svaret att lägga till något som elektrolytsalter i ditt vatten för att sänka fryspunkten. När det gäller min erfarenhet är isolering förmodligen det bästa. Men jag ' är fortfarande nyfiken på att veta.
Svar
Detta kan beräknas med en egenskap som kallas kryoskopisk konstant Kf som kopplar koncentrationen av ett löst ämne till fryspunktens fördjupning T d :
T d = m * K f
där m är molaliteten som är mängden mol löst ämne per kg lösningsmedel (här vatten). För vatten är Kf 1,86 K * kg / mol och molmassan av socker (sackaros) är 342 g / mol. Så för att beräkna fryspunktens fördjupning gör:
Td = 1,86 / 342 * massa socker i g / massa vatten i kg
Några exempel för gram socker tillsatt till 1 liter vatten:
g/l Td 10 0.054 50 0.27 500 2.7
Jag hittade en science-fair-project som mätte detta.
Så du behöver en enorm mängd socker för en liten effekt, inte särskilt praktiskt.
Kommentarer
- Japp. Socker är mycket tyngre per mol än salt och producerar också bara en mol partiklar när en mol upplöses i vatten (salt dissocieras till joner och producerar två mol partiklar). Dessa två faktorer gör socker otroligt opraktiskt.
- @etherealflux skulle en monosackarid vara bättre (t.ex. glukos)? Antagligen en faktor på ~ 2, så egentligen inte.
- @ChrisH Ja det skulle vara ungefär dubbelt så effektivt, som molmassan på t.ex. glukos (" druvsocker ") är 180,2 g / mol (sackaros är en disackarid) och fryspunktens fördjupning är omvänt linjär i molär massa. Det krävs fortfarande mycket av det för en signifikant effekt.
- @imsodin, jag undrar om du skulle kunna göra något som liknar oral rehydratiseringslösning: NaCl + KCl (dvs. lo-salt), glukos, kanske några andra föreningar ( livsmedelstillsatser) i små mängder (äppelsyra, till och med CaCl₂) för att få upp den totala molära koncentrationen.
- @ChrisH Visst kan du optimera, i slutändan är allt upp till mängden enskilda molekyler / joner löst i vattnet. Så du letar efter lätta ämnen som helst delar sig i flera delar när de löses (det är därför salt är ganska bra på det). Jag vet inte, men jag antar att med standard " hushåll " har du vunnit ' kommer inte väldigt långt. Oral rehydrering lösning har några gram salt, kalium och cirka 10 gram socker, nettoeffekten är 0,58 ° C för standard ORS (från wikipedia osmolaritetsvärde).