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灑鹽融冰的機制

生活科學趣談

繼11月6日北海道下大雪創21年來紀錄之後,極地渦旋再度關不住北極寒風,東京市中心在昨天降下54年來首次的11月初雪

今天來聊聊在道路上灑鹽能融冰的機制

「Q:冰雪上撒鹽,為何可將其融化?」
「A:這是因為灑鹽可以降低冰雪的熔點」
這句話似乎是眾所皆知的常識,而這種觀點也屢見於各科普文章中,不過這種說法有誤。真正的原因其實就隱藏在大家小學時曾做過的一個冷劑實驗中,利用在冰塊中加入食鹽來降低溫度

熔點是純物質的物理特性,能夠改變它的只有壓力

water

由水的三相圖中可知,若增大壓力則水的沸點會上升(ex.壓力鍋),凝固點則會下降(ex.復冰現象)

由於在冰雪上撒鹽以後就形成了混合物,既然已經不是純物質了,怎麼還能說是改變了雪的熔點呢?其實改變的是鹽水的凝固點,是藉由鹽的溶解而造成蒸氣壓下降,進而降低了鹽水的凝固點,所以這是拉午耳定律所造成的效應。不過,鹽與雪都是固體,沒有液態水何來「鹽的溶解」呢?這從動態平衡的觀點即可解釋。因為在0℃的冰、水二相共存時,冰的質量能保持不變是因為冰熔化的同時也會有水結冰。但是由於有鹽的存在,一旦水從冰塊表面熔化,就會立刻與鹽混合,由於鹽水的凝固點低於0℃,因此它就不會結凍,也就是說可逆反應的平衡已經被加入的食鹽所破壞了。