O gelo tem uma superfície semilíquida; O ponto de fusão da camada cai gradualmente quando o sal é misturado em cima dela.
A probabilidade de derretimento do gelo aumenta à medida que o sal cobre mais área de superfície.
O tamanho das partículas de gelo pode afetar a rapidez com que derrete.
A temporada de salga rodoviária já começou. O sal faz o trabalho pesado para remover esses perigos escorregadios porque as estradas e passarelas geladas são uma possibilidade durante o inverno – e no final do outono ou início da primavera, dependendo da sua relação com os padrões climáticos de La Niña x El Niño. Mas cientificamente falando, por que o sal derrete o gelo?
Vamos começar com a relação entre sal e água. Podemos dizer que qualquer material que, semelhante ao sal, se desintegra na água pode fazer o gelo amolecer”, disse Balakrishnan Viswanathan, funcionário de ciências do Mission College em Squamish, Canadá, à Famous Mechanics. ” Normalmente, isso é quantificado dizendo: “O pressão de vapor da água diminui quando uma substância é dissolvida.” O ponto de congelamento é menor quando a pressão do vapor é reduzida e “mais sal leva a uma maior depressão do ponto de fusão”.
De acordo com Megan Ferguson, presidente e professora associada de química da State University of New York em New Paltz, uma explicação fundamental é “que quando o sal se dissolve na água, essas partículas dissolvidas atrapalham a formação das estruturas cristalinas do gelo”.
Qualquer coisa quebrada na água pode ter o mesmo efeito de reduzir a temperatura gelada, mas o sal é usado, diz Ferguson, porque quando uma unidade de sal se quebra, ela produz algumas partículas para cada unidade de sal. ” Assim, é um meio econômico e eficaz de diminuir a temperatura de congelamento.
Embora o processo seja diferente, Viswanathan afirma que a mesma explicação funciona quando se trata de gelo já formado. Existe uma camada superficial que se comporta como um semilíquido quando você olha para qualquer material congelado, inclusive gelo, em temperaturas ligeiramente abaixo do ponto de congelamento, explica. Embora tenha alguma flexibilidade de movimento, é principalmente sólido.
Essa camada superficial de gelo semifluido apresenta algumas partículas de espessura no ponto de dissolução e pode vibrar e girar, embora geralmente não tanto quanto em um estado fluido genuíno. ” De acordo com Viswanathan, “os íons no sal são atraídos pelas moléculas de água na [camada semilíquida da superfície] quando o sal é adicionado a este sistema.” As partículas na camada externa do sal são hidratadas pelos átomos de água em a camada semi-fluida.” Isso faz com que as moléculas de água se separem da camada superficial devido às suas diferentes orientações. Como resultado, “para corrigir a espessura necessária da camada superficial, conforme determinado pela temperatura, de modo que mais blocos de gelo derreta para se juntar à camada superficial”, isso ocorre.
Aumente os níveis de sal para acelerar o derretimento. De acordo com a cientista sênior Julienne Stroeve, do National Snow and Ice Data Center da Universidade do Colorado, “o ponto de congelamento é reduzido mais à medida que o sal é adicionado”.
Quando se trata de fusão mais rápida, a área de superfície é a chave. De acordo com Viswanathan, a velocidade é determinada pela área da superfície de contato. O gelo derreterá mais rapidamente se houver mais contato com a superfície. A quantidade de sal usada não afeta a quantidade total de gelo que derrete.
Além disso, para obter uma região de superfície de sal melhor, use sal mais modesto. ” De acordo com Ferguson, “os cristais menores derreterão o gelo mais rapidamente se você tiver dois sacos de sal de 1 libra, mas um saco tem cristais grandes e o outro tem cristais pequenos.” Isso ocorre porque os cristais menores têm uma área de superfície maior , tornando mais fácil para eles se dissolverem na fina camada de água do gelo.
O efeito no ponto de congelamento é maior quando mais sal é adicionado. Portanto, se a temperatura externa for de 28 graus Fahrenheit, pode não ser necessário adicionar tanto sal como se a temperatura fosse, digamos, 20 graus. Ferguson também adverte que os níveis de aplicação devem ser monitorados de perto porque a maior parte do sal das estradas acaba sendo arrastada para corpos d’água próximos, aumentando a contaminação.
Embora Viswanathan observe que muitos sais de estrada apresentam uma cor adicionada separadamente, principalmente para evitar a ingestão e melhorar a visibilidade da estrada, as várias cores de sal usadas normalmente não desempenham um papel no processo.
No entanto, o corante do sal absorve cores complementares do sol. De acordo com Viswanathan, “os sais vermelhos ou rosa absorvem a luz azul e verde da luz solar”. A ingestão de luz por uma cor causa um impacto de aquecimento restrito, o que diminui a quantidade de sal esperada para amolecer o gelo.”
Utilizar sais azuis ou rosas faz pouca diferença porque a maior parte da luz solar é amarela.
Por poderem ser coloridos naturalmente sem o uso de corantes, os sais mistos, que não são vendidos em lojas, podem produzir um efeito diferente. Os íons do sal misturado podem ter efeitos sinérgicos no processo de fusão, resultando em menor consumo de sal e menor poluição dos cursos d’água próximos, dependendo de sua natureza.
Uma mistura salgada é a chave para reduzir sua superfície escorregadia. “Ele pode diminuir a temperatura de congelamento do gelo abaixo, uma vez que você tenha aquela camada de água salgada no topo”, diz Ferguson.
