Sisältö
Kolligatiiviset ominaisuudet
Vesi on liuotin, tarkoittaen, että se on neste, joka kykenee liuottamaan kiinteät aineet liuokseen. Tarkemmin sanottuna vesi on polaarinen liuotin, joka parhaiten liuottaa suoloja ja muita varautuneita molekyylejä. Kun liuotin, polaarinen tai muuten, liuottaa riittävän merkittävän määrän kiintoaineita, liuoksessa olevien molekyylien lisääntymisellä alkaa olla vaikutusta liuottimien fysikaalisiin ominaisuuksiin. Nämä vaikutetut ominaisuudet tunnetaan kollektiivisesti liuottimen "kolligatiivisina ominaisuuksina". Kolligatiiviset ominaisuudet riippuvat vain yksittäisten hiukkasten kokonaismäärästä. Atomi- ja molekyylikoko ei vaikuta havaittuun vaikutukseen.
Veden osalta tunnettu kolligatiivinen ominaisuus on jäätymispisteen lämpötilan lasku. Sellaisenaan jäätymislämpötiloissa ihmiset heittävät suolaa (erityisesti kalsiumkloridia) maahan kulkeutumisen ympärillä estämään tai poistamaan jäätä. Suola liukenee vedessä kalsium- ja kloridi-ioneiksi, jolloin viimeksi mainitut voivat pysyä nesteinä alhaisemmissa ja alemmissa lämpötiloissa.
Miksi kalsiumkloridi?
Suurin osa myrkyttömistä alkali- ja alkalimetallisuoloista koostuu kahdesta ionista - positiivisesti varautetusta metalli-ionista ja negatiivisesti varautetusta halogenidi-ionista. Esimerkiksi pöytäsuolan (NaCl) molekyyli liukenee yhdeksi natriumioniksi ja yhdeksi kloridi-ioniksi. Kalsiumkloridi koostuu kuitenkin yhdestä kalsiumionista ja kahdesta kloridi-ionia. Kun kalsiumkloridi liukenee, syntyy kolme ionia - 50 prosenttia enemmän kuin ruokasuolaa. Lisää hiukkasia liuoksessa tarkoittaa suurempaa vaikutusta vesien kolligatiivisiin ominaisuuksiin. Sellaisenaan kalsiumkloridi estää vettä jäätymästä vaaralliseksi jääksi suuremmilla lämpötila-alueilla.
Lämmöntuotanto
Sen lisäksi, että kalsiumkloridi estää veden jäätymisen alhaisissa lämpötiloissa, se auttaa sulattamaan jäätä. Yhdistettynä veteen kuiva kalsiumkloridi liukenee eksotermisesti. Tämä tarkoittaa, että jokainen suolamolekyyli vapauttaa rikki ionisidoksen energiaa ympäröiviin jäämolekyyleihin lämpöenergian muodossa. Tämä "lämpö" energia nostaa ympäröivää lämpötilaa tarpeeksi sulamaan jään, mikä luo enemmän vettä kuivaa suolaa eksotermisesti liukenemaan sisään.