Inhoud
Als je ooit thuis ijs hebt gemaakt of hebt geprobeerd ijs met zout te smelten, is de kans erg groot dat je je op een gegeven moment hebt verbrand met een mengsel van zout en ijs. Elke substantie die koud genoeg is, zoals ijs, veroorzaakt pijn als deze lang genoeg in contact blijft met de huid. Als ze samen worden gebruikt, kunnen zout en ijs zodanig bevriezing veroorzaken dat het lijkt alsof de huid brandt als vuur.
Waterfasen
Water bestaat, net als elke andere stof, in drie fasen: vast, vloeibaar en gasvormig. Atomen in hun gasfase (wanneer het damp wordt genoemd) zijn erg heet en bewegen met veel energie. Bij temperaturen onder het kookpunt wordt het een vloeistof. Ondanks dat ze kouder zijn dan stoom, hebben vloeibare watermoleculen voldoende energie om te bewegen en te voorkomen dat ze stevig met elkaar verbonden zijn. Wanneer de temperatuur verder daalt, bevriest het water en wordt het de vaste stof die bekend staat als ijs. In deze toestand bewegen de moleculen niet veel en blijven ze aan elkaar plakken, waardoor het water zijn hardheid en vorm krijgt.
Oplossingen
Dingen veranderen als het water onzuiver is. Om te begrijpen waarom, is het nodig om iets over oplossingen te begrijpen. Een oplossing is een chemische term voor een vaste stof die is opgelost in een vloeistof, net zoals zout kan worden opgelost in water. Water is bijzonder goed in het oplossen van dingen, omdat het elektrische ladingen heeft aan de uiteinden van de twee moleculen, aldus wetenschapper Dr. Andrew Olson. Deze kleine ladingen in elk watermolecuul hebben de neiging om de individuele opgeloste moleculen te omringen (dat wil zeggen, de moleculen van de vaste stof opgelost in het water) en verspreiden zich onder elkaar.
Vriespunt depressie
Omdat water een oplossing is die zich verspreidt om elk molecuul van de opgeloste stof te bedekken, kunnen maar weinig watermoleculen contact houden met de andere. Opgeloste moleculen staan in de weg. Hierdoor kan het water minder veranderingen ondergaan, zoals de faseverandering. Koeler is nodig om een waterige oplossing te bevriezen dan om zuiver water te bevriezen. Dit wordt "vriespuntverlaging" genoemd en treedt op ongeacht het materiaal waaruit de opgeloste stof bestaat. Omdat zout gemakkelijk in water oplost, heeft zout water een lager stolpunt dan zuiver water.
IJs en zout
Wanneer het ijs in contact komt met het zout, wordt het vriespunt verlaagd zodra het zout is opgelost. Hierdoor smelt het ijs in het water, want hoewel het ijs koud genoeg is om zuiver water als vaste stof te laten bestaan, is het niet koud genoeg om zout water te bevriezen. Het oplossen van zout en smeltend ijs kost echter energie.
Brandwonden
De energie die wordt opgenomen door de chemische reactie van de vriespuntverlaging wordt naar de directe omgeving getrokken. Als ijs en zout in contact komen met je huid, betekent dit dat alle warmte uit je huid wordt gehaald, waardoor deze koud genoeg is om bevriezing te ervaren, waardoor je een branderig gevoel krijgt.
