为什么水结冰的实验中,要往碎冰里加盐?

水结冰实验中,往碎冰中加盐的目的是为了获得更低的温度。

冰里加盐就是降低了凝点,如果在零下4度的温度,就会加快结冰速度,在零下4度以上的温度,就会融化冰。在研究水结冰的实验中,往烧杯里的碎冰加食盐的目的是获得更低的温度,加快冰块融化吸收热量来实现,从而加快实验进程。

冰盐混合在一起,在同一时间内会发生两种作用:一种是会大大加快冰的溶化速度,而冰溶化时又要吸收大量的热;另一种是盐的溶解也要吸收溶解热。因此,在短时间能吸收大量的热,从而使冰盐混合物温度迅速下降,它比单纯冰的温度要低得多。

冰盐混合物的温度高低,是依据冰中掺入盐的百分数而决定的,如用盐量为冰的23.3%时,最低温度可达-21℃。

冰盐浴的降温原理与溶液的凝固点下降有关。当食盐和冰均匀地混合在一起时,冰因吸收环境热量稍有融化变成水,食盐遇水而溶解,使表面水形成了浓盐溶液。

由于浓盐溶液的冰点较纯水低,而此时体系中为浓盐溶液和冰共存,因此体系的温度必须下降才能维持这一共 存状态(浓盐溶液和冰的共存温度应该比纯水的冰点更低)。这将导致更多的冰融化变成水来稀释浓盐溶液,在融化过程中因大量吸热而使体系温度降低。

基本介绍:

在水结成冰时,水分子的运动不能破坏氢键,氢键起主要作用,它把水分子结起来形成有规则的空间结构结构,在一个晶格中,四个氢原子在正四面体的顶点上,一个氧原子位于四面体的中心。

这样,使分子间的空隙变大且保持一定,因此水结成冰时体积变大。而在水中分子运动既能破坏水分子之间的氢键束缚而又不使分子作剧烈运动导致分子间频繁碰撞,各分子间可发生相对滑动而相互交错,这样就会互相填补空隙。



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