Lorsque vous ajoutez du sel à un glaçon, vous vous retrouvez avec un glaçon dont la température est supérieure à son point de fusion.

Ce glaçon fera ce que tout glaçon au-dessus de son point de fusion fera: il fondra. En fondant, il se refroidit, car l'énergie est utilisée pour rompre les liaisons à l'état solide.

(Notez que le point ci-dessus peut être déroutant si vous êtes nouveau dans la réflexion sur les transitions de phase. Une glace la fonte des glaçons prendra de l'énergie, tandis que la congélation des glaçons dégagera de l'énergie. J'aime y penser en fonction du principe de Le Chatelier: si vous avez besoin de baisser la température pour geler un glaçon, cela signifie que l'eau dégage la chaleur lorsqu'elle gèle.)

Le refroidissement que vous obtenez, par conséquent, vient du fait que certaines des liaisons dans la glace se brisent pour former de l'eau, emportant de l'énergie avec elles. La perte d'énergie du glaçon est ce qui le fait refroidir.

Nous savons que la fusion ou la congélation est un processus d'équilibre. L'énergie nécessaire pour faire fondre un glaçon ne contribuera pas à élever sa température jusqu'à ce que toute l'eau solide soit fondue.

Si nous prenons deux glaçons et ajoutons du sel à l'un d'eux, mettez chacun des à température ambiante, les deux glaçons absorberont l'énergie de l'environnement, et cette énergie, comme nous l'avons dit, contribuera à briser les liaisons entre les molécules d'eau.

Le cube auquel le sel n'a pas été ajouté a un point de fusion $ 0 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $ et donc si nous mesurons sa température pendant la fusion, il restera zéro jusqu'à ce que toute la glace soit fondue . Ce glaçon auquel nous avons ajouté du sel, le sel qui est ajouté abaisse les points de fusion et de congélation de l'eau car il abaisse la pression de vapeur de l'eau. Ce glaçon absorbera l'énergie de l'environnement pour aider à rompre les liaisons entre les molécules d'eau. Nous savons que le sel ajouté se dissoudra dans la partie fondue de la glace. Cette solution de sel formée aura un point de congélation abaissé, de sorte que l'équilibre entre la phase solide et la phase aqueuse sera déplacé vers la phase liquide puisqu'une telle solution gèlera à, disons $ -2 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $. Puisque les deux phases sont proches l'une de l'autre, la glace absorbera l'énergie de la solution saline et réduira sa température à $ -2 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $ pour maintenir l'équilibre. Lorsque toute la glace est fondue, nous nous retrouvons avec une solution saline qui a une température de disons $ -1,5 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $. Cela est dû au fait que la solution est maintenant diluée. Après cela, il commencera à absorber la chaleur de la pièce et atteindra zéro et plus. Donc, en conclusion, c'est ainsi que le sel fait fondre la glace.

Un mélange d'eau et de glace se stabilise au point de congélation de l'eau.

Si la glace était plus froide, elle absorberait la chaleur de l'eau, augmentant ainsi sa propre température tout en congelant une partie de l'eau.

Si l'eau est plus chaude, elle se refroidira en faisant fondre une partie de la glace.

Cela fonctionne parce que la fonte de la glace est endothermique; l'énergie (chaleur) est utilisée pour transformer le solide en liquide même si la température reste la même.

Le point de congélation de l'eau est de 0 $ \ pu {° C} $, donc la neige fondante d'eau-glace reste à $ 0 \ pu {° C} $. S'il était plus bas, il se stabiliserait à la température la plus basse. En ajoutant du sel, vous abaissez la température de congélation. Le mélange s'y stabilise et est plus froid.

Lorsque vous dissolvez $ \ ce {NaCl} $ dans l'eau, il devra prendre de l'énergie du système pour briser sa structure afin qu'il puisse se dissoudre dans l'eau. C'est la raison pour laquelle l'eau se refroidit parce que le sel utilise l'énergie de l'eau pour la résoudre. Voyons maintenant pourquoi la glace fond lorsque du sel est ajouté. Ceci est basé sur un attribut dit colligatif. Ces attributs ne dépendent que de la quantité de substance. Lorsque vous ajoutez des particules à un solvant, sa pression de vapeur diminue. Cela se traduira par un point d'ébullition plus élevé (en utilisant du sel pour la cuisson) et une température de congélation plus basse pour la solution.

J'espère que cela donnera un point de départ pour une lecture plus approfondie, consultez des livres sur la chimie physique (par exemple Atkins) .

Demander pourquoi

Lorsque vous demandez pourquoi, vous voulez connaître la causalité. Si je demande «pourquoi la compresse froide montre-t-elle une baisse de température» et que la réponse est «parce que la réaction est endothermique», cela pourrait être considéré comme une tautologie. Après tout, endothermie signifie que de l'énergie est nécessaire, et cette énergie peut provenir de l'environnement, abaissant la température.

Pourquoi l'eau glacée devient-elle plus froide lorsque du sel est ajouté?

Comme l'indique l'OP, cela abaisse le point de congélation du liquide. Le système n'est plus à l'équilibre et une partie de la glace fondra dans un processus endothermique. En conséquence, la température baisse et l'eau salée se dilue. Le processus de fusion s'arrête lorsque la concentration de sel et la température sont à nouveau égales, c'est-à-dire que le point de congélation du liquide est égal à la température du système.

Il est bien connu que lorsque vous ajoutez du sel à la glace , la glace fond non seulement mais deviendra en fait plus froide.

Le processus de fusion se fait à l'interface du liquide et du solide, donc la solution et la glace vont devenir plus froides.

D'après les livres de chimie, je ' J'ai appris que le sel abaissera le point de congélation de l'eau. Mais je ne comprends pas vraiment pourquoi cela entraîne une baisse de température au lieu de se retrouver avec de l'eau à 0 ° C.

La question est donc donnée que certaines glaces fondent, pourquoi la température baisse-t-elle. Dire que la fonte des glaces est un processus endothermique ne répond peut-être pas entièrement à la question (expliquez la causalité).

Que se passe-t-il lorsque le sel fait fondre la glace pour faire baisser la température?

En termes de cinétique, le sel ne fait pas fondre la glace. Au lieu de cela, il réduit le taux de gel de l'eau. L'effet net est que la glace fond. Au niveau moléculaire, selon https://www.nyu.edu/pages/mathmol/textbook/info_water.html, "Dans l'eau liquide, chaque molécule est liée à l'hydrogène à environ 3,4 autres molécules d'eau. Dans la glace, chaque molécule est liée à l'hydrogène à 4 autres molécules. " Ainsi, lors de la fusion, l'eau perd environ la moitié d'une liaison hydrogène. En outre, les liaisons hydrogène restantes pourraient avoir des distances et des angles moins idéaux. C'est donc ce qui rend le processus endothermique. Le NaCl a peu de rôle dans l'énergétique, comme tout autre soluté a à peu près le même effet (propriété colligative).

Lorsque vous ajoutez du sel à la glace, elle fond, je ne vais pas vous expliquer pourquoi puisque vous ne l'avez pas demandé; tout ce que vous avez à faire est qu'il le fasse si vous ne me croyez pas ->

http://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/road-salt. htm

À partir de maintenant, chaque fois qu'une substance subit un changement de phase, sa température n'augmente pas et reste généralement relativement constante, si vous regardez un graphique de la plupart des substances lorsqu'elles subissent différents changements de phase (c.-à-d. à liquide à gaz) vous observerez des régions «plates» ou horizontales car l'énergie ne provoque plus une élévation de température mais un changement d'état. Puisque vous avez dissous du sel dans la glace, cela abaissera le point de congélation (notez que le point de congélation et de fusion de toute substance est le même, ils peuvent être considérés comme des miroirs l'un pour l'autre) cela signifie que l'eau peut maintenant exister à des températures plus basses et ne pas tourner en glace ou en d'autres termes, il commencera à fondre à des températures plus basses, ce qui pourrait expliquer pourquoi la température serait plus basse car il n'a plus besoin d'atteindre une température aussi élevée pour commencer à fondre. Je ne l'ai pas expliqué très clairement mais j'espère que vous comprenez que consulter un manuel de physique et de chimie comme la personne ci-dessus l'a suggéré est une bonne idée.

La fusion est endothermique et la congélation est exothermique. Nous n'observons jamais que l'eau se réchauffe lorsqu'elle gèle, car le système doit perdre plus d'énergie avant que davantage d'eau ne gèle. Lorsque l'eau gèle à cause de l'air froid, le dégagement de chaleur ralentit en fait le gel. Lorsque vous ajoutez du sel à un mélange d'eau et de glace, cela fait fondre plus de glace en abaissant le point de congélation et non en ajoutant de l'énergie interne pour qu'il devienne plus froid.

Faisons une expérience de réflexion pour voir ce qui se passe. Combinez 500 ml de H2O pur et 500 grammes de glace, chacun à 0 C, dans un contenant parfaitement isolé. Ajoutez ensuite 300 grammes de NaCl (également à 0 C). Au début, tout le NaCl ne se dissoudra pas, car le NaCl n'est soluble qu'à 26% dans l'eau à 0 C. (La température de l'eau diminuera légèrement à cause de l'énergie nécessaire pour dissoudre le sel: environ 1 kcal / mole de sel. )

Le point de fusion du glaçon est toujours de 0 C. Cependant, le liquide qui l'entoure, bien qu'à environ 0 C, est une solution saline presque saturée et non de l'eau pure.

Les molécules d'eau du glaçon se diffusent dans la solution saline, la diluant. De l'énergie est nécessaire pour la transition de la glace solide à l'eau: la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre la glace est de 68,3 kcal / mole (chaleur de fusion). Cette énergie provient de la solution saline, ce qui réduit sa température. Le glaçon continuera à fondre (passe du solide au liquide) tant qu'il n'est pas en équilibre avec la solution. Le glaçon ne fond pas car le liquide environnant a un point de congélation plus bas, il fond car la solution environnante est à moins de 100% d'eau. La solution environnante est déjà plus froide que 0C et le glaçon est toujours de l'eau solide pure à 0C. En d'autres termes, la force motrice est un non-équilibre de concentration. Au début de l'expérience, il y avait un équilibre thermique (tout à 0C), mais un non-équilibre de concentration a forcé la fonte de la glace par l'énergie thermique de la solution. La dépression du point de congélation caractérise une solution, mais n'est pas une force motrice.

Non. Malheureusement, nous semblons tous oublier une propriété fondamentale de la glace - je me suis donné un coup de pied quand je l'ai réalisé. Pensez à un gros morceau de glace sorti du congélateur de votre maison, assis dans un seau, flottant dans sa propre eau de fonte. Toute l'eau liquide entourant cette glace se trouve à $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ . La surface extrême de cette glace, qui est exposée à l'eau de fonte, (la couche qui est sur le point de devenir liquide) se trouve également à $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ . MAIS l'intérieur solide (sans transition) du morceau de glace est toujours à peu près à la température du congélateur d'où il provient, environ $ \ pu {-18 ^ \ circ C} $ ! Nous ne devons donc pas penser à toute l’eau du seau (liquide solide d’&) comme étant à $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ . Au lieu de cela, la plupart de l'eau gelée est beaucoup plus froide que $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ . Alors maintenant, nous voyons que dans le morceau de glace il y a un gradient de température important. Le centre exact est le plus froid (peut-être à $ \ pu {-18 ^ \ circ C} $ ). En sortant de là, la température augmente jusqu'à ce que vous atteigniez la surface où la glace s'est réchauffée à une température de $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ et a commencé à fondre . Maintenant, nous pouvons facilement comprendre pourquoi l'ajout de sel au liquide entourant le morceau de glace entraînerait une baisse de la température de cette eau de fonte salée. En ajoutant du sel, vous avez abaissé le point de fusion. La couche superficielle de la glace qui était $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ fondrait rapidement car le sel est en contact étroit avec elle et agit sur elle de manière telle que la surface de la glace est maintenant beaucoup trop chaude pour maintenir l'état solide. Sous cette couche de glace qui fond rapidement se trouve une autre couche, disons $ \ pu {-1 ^ \ circ C} $ . Le sel pourrait agir à son tour sur cette glace plus froide et la faire fondre également tout en maintenant cette température négative en créant une petite quantité de $ \ pu {-1 ^ \ circ C} $ eau saumâtre. Cette action de fusion sous zéro provoquée par le liquide saumâtre se poursuivrait vers un nouvel équilibre de température (entre la surface solide et le liquide) quelque part en dessous de $ \ pu {0 ^ \ circ C} $ en fonction du niveau de salinité de l'eau de fonte.