Proč je v zimě sůl nad zlato?
Že pohádky nelžou, se můžeme přesvědčit každou zimu. Stačí, když se na silnicích a chodnících vytvoří skluzavky, vůkol se rozléhá klení chodců a řidičů, je slyšet praskání ledu, aut i kos . Potom určitě oceníme i obyčejnou sůl.
Pokud se venkovní teplota dostane k nule nebo ještě níž, nenapadne vodu nic chytřejšího než zmrznout. A pokud se nějaká nachází na chodníku, nemají nepozorní měšťané pro tento nápad pranic pochopení. Stačí ale led posypat solí a zázrak je na světě – po nějaké době led roztaje a vzniknuvší břečka už nezmrzne. Jak je to možné? Celá finta spočívá v tom, že voda se solí má nižší teplotu tuhnutí než voda samotná. Zatímco voda zamrzá při teplotě přibližně 0 °C, roztok soli (chlorid sodný, používá se i chlorid vápenatý) ve vodě při teplotě mnohem nižší, až –21 °C (záleží na koncentraci soli). Pokud je okolní teplota třeba -5 °C, roztok bude stále kapalný. V pevném skupenství jsou molekuly látky natěsnány blízko u sebe, jejich vzájemné přitahování je silnější než u kapalin a plynů. Navíc vykazují jistou míru uspořádanosti – voda ve formě ledu nebo sněhových vloček je uspořádána do pravidelné krystalické mřížky. To jí zajišťuje pevné skupenství až do teploty 0 °C.
Pokud se ale do vody dostane sůl, možnost opětovně zformovat pravidelnou strukturu bude ztížena. Teď, když víme, proč roztoky solí tuhnou až při větším mrazu než čistá voda, zbývá ještě poodkrýt, co přesně se stane, když solí led posypeme. Nejprve je nutné „zažehnout rozpouštění“. K tomu je potřeba alespoň kapička vody, aby se trochu soli rozpustilo. Sehnat vodu je snadné, je totiž přítomna i ve vzduchu, samozřejmě v plynném skupenství. Za nízké teploty se voda sráží na povrchu látek chladnějších než samotný vzduch, vidíme to například na sklenicích s chlazeným pivem. Na povrchu ledu bude proto vždy alespoň mikrovrstvička vody, ve které se rozpustí zrnko soli. Rozpouštění znamená, že mezi molekuly rozpouštěné látky, v našem případě ledu a soli, se vtěsnají molekuly rozpouštědla (vody) a roztáhnou je od sebe. Tím se oslabí jejich vzájemná interakce a pevnost a látka přejde do skupenství kapalného.
Protože teplota tuhnutí vzniklého roztoku je mnohem nižší než led, i při teplotách pod nulou je jeho přirozeností býti kapalinou. Tento roztok bude v sobě rozpouštět další sůl a další led až do té doby, než se rozpustí veškerý led nebo až dojde k takovému naředění roztoku, že při dané teplotě zmrzne. Pak by se musel přídavkem další soli roztok zahustit. Čím více mrzne, tím více soli je potřeba. Pokud je ale venkovní teplota opravdu nízká, nemá použití soli k ošetření vozovky valného smyslu. Posyp silnic je proto z praktických důvodů omezen venkovní teplotou do cca -7 °C.
Víte, že?...
> při rozpouštění ledu pomocí soli se vznikající roztok ochlazuje? Rozpouštění ledu ve vodě totiž znamená, že voda přechází z energeticky chudšího pevného stavu do stavu energeticky bohatšího. K takovému činu musí energii někde vzít, a proto si ji půjčí od roztoku soli, který je hned po ruce. Roztok se díky tomu ochladí na teplotu menší než 0 °C.
› v zimě je sušší vzduch než v létě a díky tomu jsme více nemocní? Voda ze vzduchu kondenzuje na povrchu chladnějších těles, ve vzduchu proto ubyde a ten je pak suchý. Méně vody ve vzduchu vede k vysoušení sliznice v krku, což ji oslabuje, a je tak náchylnější k založení kolonií virů a bakterií.
Autor: Ing. Martin Pém, martin.pem@synthesia.eu
