Що робить танення льоду найшвидшим?

Виклик хімії від Science Buddies

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Ключові поняття
Вода
Лід
Хімія
Рішення
Фази речовини

Вступ
Ви іноді кидаєте кубики льоду в напій, щоб допомогти прохолоді в спекотний літній день? Ви коли-небудь спостерігали, як кубики льоду тануть, і замислювалися, як зробити так, щоб вони плавилися повільніше - або навіть швидше? У цій науковій діяльності ви зможете спробувати деякі різні, звичайні побутові речовини, щоб спробувати відповісти на це запитання: Що допоможе твердому кубику льоду найшвидше перетворитися на рідку калюжу?

Передумови
Температура - це не єдине, що впливає на те, як рідина замерзає і тане. Якщо ви коли-небудь робили домашнє морозиво старомодним способом, використовуючи ручну кривошипну машину, ви, мабуть, знаєте, що для заморожування вершкової суміші вам потрібні лід і сіль. Подібним чином, якщо ви живете в холодному кліматі, ви, напевно, бачили вантажівки, які засолюють та обтирають вулиці після снігопаду, щоб запобігти накопиченню льоду на дорогах. В обох випадках соль знижує температуру замерзання води, а це означає, що вода повинна бути холоднішою, щоб з рідини перетворитися на лід. Для виробника морозива температура суміші морозива і солі може бути набагато нижчою, ніж при використанні звичайного льоду, і це дає змогу заморозити суміш морозива. Для солі, що поширюється на вулицях, зниження температури замерзання означає, що лід може танути, навіть коли зовнішня температура нижче температури замерзання води. Обидві ці події демонструють "депресію точки замерзання".

Сіль, змішана з водою, є прикладом хімічного розчину. У розчині є розчинена речовина (сіль у цьому прикладі), яка розчиняється у розчиннику (у цьому випадку - у воді). Коли інші речовини змішують з водою, вони також можуть знизити її температуру замерзання. У цій науковій діяльності ви дослідите, як сіль, пісок та цукор впливають на температуру замерзання води.

Матеріали

Чотири кубики льоду (всі вони повинні бути однакового розміру та форми.)
Чотири склянки (всі вони повинні бути однаковими.)
Кухонна сіль
Цукор
Пісок
Чверть чайної ложки мірної ложки

Підготовка

Приготуйте (або придбайте) кілька кубиків льоду, якщо у вас немає готових. Всі вони повинні бути однакового розміру та форми.

Процедура

Спостереження та результати
Кубик льоду, посипаний кухонною сіллю, найшвидше розтанув?

У цій діяльності ви намагалися додати до льоду сіль, цукор або пісок, щоб побачити, чи допоможе ця речовина розтопити лід. Іншими словами, ви хотіли перевірити, чи можуть ці речовини продемонструвати зниження температури замерзання або зниження точки замерзання льоду, щоб він плавився у рідину при температурі нижчій за нормальну. Ви повинні були бачити, що кубик льоду з посипаною на нього сіллю танув швидше, ніж будь-який інший кубик. Це пов’язано з тим, що величина, на яку знижується точка замерзання, залежить від кількості розчинених молекул, але не від їх хімічної природи. (Це приклад того, що називається "колігативною властивістю".) В тому ж обсязі є більше молекул солі, ніж цукру або піску, оскільки хімічні компоненти, що входять до складу солі, набагато менші, ніж цукор або пісок.

Прибирати
Не пересипайте пісок у стік раковини або сміття! Натомість викиньте вологий пісок на вулицю або в сміттєвий бак.

Більше досліджувати
Соляні та крижані дороги від Science Kids
Як сіль тане лід і сніг ?, від Highlights
Що робить лід найшвидшим ?, від Science Buddies
Зробіть морозиво в мішку від Science Buddies

Ця діяльність була надана вам у партнерстві з Science Buddies