View Full Version : Acqua+Ghiaccio+Sale....agitare bene...13gradi di meno.Why?
razziadacqua
02-11-2005, 00:11
l altro giorno al pub col mio my best friend salta fuori una delle nostre solite discussioni che partono dal nulla e nel nulla putroppo non finiscono.Siamo soliti persino a discutere e "litigare"su leggi fisiche,esperimenti o dimostrazioni :°D di tutto di più.
Nel dettaglio e in brevissima:
la PRATICA DI LABORATORIO del liceo mi insegna che se piglio acqua+ghiaccio,misuro la temperatura e poi ci butto tanto sale da cucina....non appena AGITO la temperatura precipita vistosamente....il record di laboratorio da noi...13gradi credo...minimo 7gradi...
ma la TEORIA del mio libro di chimica non mi aiuta affato a spiegare il fatto,anzi la TEORIA ben salda del mio amico geologo mi da perfettamente "contro",se non fosse per il fatto che pure lui ha ripetutto l esperimento(testardissimo :D ) che mi ha dato ragione...in parte
Perchè non dà ragione alla spiegazione che avevo dato:reazione endotermica..lo scioglimento del sale assorbe calore...FALSO:Il mio amico tanto premuroso ha fatto la cosa anche con acqua a T ambiente,,..non si fredda...
QUALE TEORIA SPIEGA LA COSA? :D
teoria...non saprei darti molte info...però posso instradarti
ha a che fare con l'abbassamento del punto di congelamento e il simmetrico innalzamento del punto d'ebollizione di una soluzione che contiene gli ioni provenienti dalla dissociazione del sale. Grazie a questo caviamo fuori dalla miniera in cui lavoro 400000 tonnelate di NaCl l'anno :sofico: quasi tutto impiegato per scopi anti freeze sulle strade
Come ti ho detto sopra non sò dari delucidazioni sulla teoria, am prova da te a cercare info sugli argoemnti che ti ho citato.
JL_Picard
02-11-2005, 08:47
In una miscela acqua-ghiaccio (e basta) la temperatura resta a zero gradi, finchè non si verifica una delle seguenti condizioni:
1. se stiamo raffreddando il sistema, finchè tutta l'acqua è ghiacciata, dopo di chè raffreddando ulteriormente la temperatura riprende a scendere.
2. se stiamo riscaldando il sistema, finchè il ghiaccio non si è completamente sciolto, dopo di chè riscaldando il sistema, la temperatura riprende a salire.
Questo perchè stiamo liberando/accumulando il calore di fusione del ghiaccio.
Tuttavia la temperatura di fusione del ghiaccio a pressione ambientale non è una costante, ma dipende dalla concentrazione di sale contenuta nell'acqua (a rigore tale temperatura è di 0° C, solo per l'acqua distillata, ma la differenza con l'acqua di rubinetto è minima).
Aggiungendo sale all'acqua, il punto di congelamento si abbassa (è per questo che si sparge il sale sulle strade per impedire o ritardare la formazione di ghiaccio).
Quando aggiungiamo sale ad una miscela acqua ghiaccio, ne spostiamo il punto di congelamento, per cui il ghiaccio si scioglie e nel farlo assorbe calore dall'acqua che pertanto si abbassa di temperatura.
jumpermax
02-11-2005, 09:32
beh tutto dipende dal tipo di reazione. L'evaporazione è sicuramente un processo
endotermico per cui sottrae temperatura, e se non ricordo male il congelamento è esotermico. Quindi il processo inverso è endotermico e sottrae calore al composto...
razziadacqua
02-11-2005, 13:45
Quando aggiungiamo sale ad una miscela acqua ghiaccio, ne spostiamo il punto di congelamento, per cui il ghiaccio si scioglie e nel farlo assorbe calore dall'acqua che pertanto si abbassa di temperatura.
:ave: :ave: :ave: è vero!!grazie!orga ho i mezzi per distruggere il mio amico :boxe: :ahahah:
infatti il sale buttato sulle strade nn scioglie in ghiaccio, come pensano in molti per qualche oscuro motivo, ma evita che questo si formi. il sale abbassa il punto di congelamento dell'acqua semplicemente, così questa continua a scendere di temperatura rimanendo liquida.
Topomoto
02-11-2005, 16:57
Non mi è molto chiara 'sta cosa :what:
Quali sono le modalità esatte dell'esperimento? A che temperatura è il ghiaccio?
a che temperatura è il ghiaccio?
ehm...se il punto di congelamento dell'acqua è 0 C, a che temperatura sarà il ghiaccio? 0 gradi anche lui, essendo proprio acqua congelata!
in pratica il ghiaccio continua a sottrarre calore all'acqua per fondersi, in condizioni normali l'acqua raggiunti gli 0 C ghiaccia a sua volta, ma se ci sciogliamo dentro del sale ad esempio il suo punto di congelamento si abbassa, così essa continua a cedere energia sotto forma di calore al ghiaccio e continua a raffreddarsi arrivando parecchio sotto lo 0
Topomoto
02-11-2005, 18:36
ehm...se il punto di congelamento dell'acqua è 0 C, a che temperatura sarà il ghiaccio? 0 gradi anche lui, essendo proprio acqua congelata!
in pratica il ghiaccio continua a sottrarre calore all'acqua per fondersi, in condizioni normali l'acqua raggiunti gli 0 C ghiaccia a sua volta, ma se ci sciogliamo dentro del sale ad esempio il suo punto di congelamento si abbassa, così essa continua a cedere energia sotto forma di calore al ghiaccio e continua a raffreddarsi arrivando parecchio sotto lo 0
Guarda che 0 gradi è la temperatura del ghiaccio fondente, non del ghiaccio!!
Se il ghiaccio lo prendi dal tuo freezer, ad esempio, sarà intorno ai -20°....per questo chiedevo la temperatura iniziale. Non so neppure se la temperatura sia stata misurata col sistema in equilibrio (cioè a 0°).
senzasoldi
02-11-2005, 19:40
Se invece del cloruro di sodio ci metti il cloruro di calcio vai a - 40 !
Guarda che 0 gradi è la temperatura del ghiaccio fondente, non del ghiaccio!!
Se il ghiaccio lo prendi dal tuo freezer, ad esempio, sarà intorno ai -20°....per questo chiedevo la temperatura iniziale. Non so neppure se la temperatura sia stata misurata col sistema in equilibrio (cioè a 0°).
nn avevo tenuto conto di questo fattore, scusa ma ho interpretato male la domanda. in questo caso nn saprei con certezza, anche se secondo me il sistema acqua + ghiaccio raggiunge velocemente la temperatura di 0 C o cmq la temperatura di congelamento del liquido, andando a intuito, nn ne sono sicuro
sicuri che il sale non sciolga il ghiaccio...? ;)
non vorrei dire 1 cavolata, ma mi sembra che tempo fa ho fatto 'sta cosa:
ho preso 1 cubetto di ghiaccio e ci ho appoggiato sopra 1 granello di sale grosso. piano piano sotto il granello il ghiaccio s'è sciolto e ha creato 1 piccolo buco... :rolleyes:
che temperatura ambiente c'era? secondo me se la temperatura è minore o uguale a zero, quindi il ghiaccio nn fonde, il sale nn fa proprio niente, mentre con temperature superiori il ghiaccio si scioglie piano piano, quindi appena si forma un po' d'acqua questa scioglie parte del sale e nn si ghiaccia più, abbassando il suo punto di congelamento e quindi continuando a cedere calore al ghiaccio che si fonde sempre più. che ne dite? funziona così?
Lucrezio
03-11-2005, 07:07
Interessante questo thread :D
Se questa sera sono ancora vivo (mi aspettano 10 ore di lezione :cry: ) posto la dimostrazione termodinamica della cosa :D
Ciao!
Interessante questo thread :D
Se questa sera sono ancora vivo (mi aspettano 10 ore di lezione :cry: ) posto la dimostrazione termodinamica della cosa :D
Ciao!
Non aspetto altro....o poi stanotte come dormo? :D
Scherzi a parte, se ci illumini con una dim. seria della cosa mi chiarirai come i gelatai in Sicilia ottenevano le basse temperature necessarie per ghiacciare la crema ai tempi in cui i frigoriferi non erano diffusi.....per la serie "forse non tutti sanno Che"
beh..qui abbiamo l'eutettico, i gradi di libertà...ecc..ecc...
infognarvi in qualcosa di più semplice no..? :D
beh qui trovate qualcosa...avevo già scritto un po' ma devo dire che è più facile usare google...
http://venus.unive.it/chem2000/capitoli/30.htm
se qualche cosa non è chiaro... :D
Quand'ero piccolo ho messo dell'alcool denaturato (quello rosa che si usa in casa) in una bacinella con del ghiaccio.... temperatura raggiunta -18 °C :eek:
Altro che sale :sofico:
Se invece del cloruro di sodio ci metti il cloruro di calcio vai a - 40 !
non dipende direttamente dalla sostanza che mettiamo, ma dipende dalla molalità di quella sostanza. Se il solvente è lo stesso, e la molalità uguale, avremo lo stesso abbassamento crioscopico.
La cosetta è abbastanza difficile cmq, in chimica inorganica te la accennano, lo spiegano in chimica fisica..
razziadacqua
05-11-2005, 14:38
DaLcA[']temperatura raggiunta -18 °C :eek:
Altro che sale :sofico:
arcipuffolina :eek:
andando a cercare le temperature "polari" rischiate di perdere di vista l'inizio del 3d...
non si parla di proprietà colligative...anche se sono coinvolte le stesse grandezze termodinamiche...ma di equilibrio tra fasi condensate...(diciamo che sono teorie "cugine")
ricordatevi che razziadacqua parlava di ghiaccio - sale e acqua (non sale e acqua !)
questo (ghaiccio sale e acqua) è un equilibrio dinamico (a p costante) mentre una quantità x di soluto in y di solvente è statico (sempre a p costante)...
e questo spiega il motivo per cui non devo mettere il naso nel radiatore della macchina ogni 2 ore...ma solo "ogni tanto" ;)
basitos... :D
razziadacqua
06-11-2005, 19:37
andando a cercare le temperature "polari" rischiate di perdere di vista l'inizio del 3d...
non si parla di proprietà colligative...anche se sono coinvolte le stesse grandezze termodinamiche...ma di equilibrio tra fasi condensate...(diciamo che sono teorie "cugine")
ricordatevi che razziadacqua parlava di ghiaccio - sale e acqua (non sale e acqua !)
questo (ghaiccio sale e acqua) è un equilibrio dinamico (a p costante) mentre una quantità x di soluto in y di solvente è statico (sempre a p costante)...
e questo spiega il motivo per cui non devo mettere il naso nel radiatore della macchina ogni 2 ore...ma solo "ogni tanto" ;)
basitos... :D
assolutamente non ho capito una mazza ci quel che hai detto,dall inizio alla fine col radiatore :)
cmq io avevo...acqua più ghiaccio a 0°....poi aggiunto sale...agitato e abbassamento temperatura
[QUOTE=razziadacqua]assolutamente non ho capito una mazza ci quel che hai detto,dall inizio alla fine col radiatore :)
nemmeno io :D
era solo per dire che la bellezza della reazione sta tutto nella regola delle fasi, e nelle grandezze termodinamiche coinvolte, del potenziale chimico del solvente...(l'eleganza della matematica coinvolta in questi processi è stupefacente).
quindi riassumo molto in breve...inizialmente hai ghiaccio e acqua (2 fasi), aggiungi il sale in quantità tale da creare una soluzione satura (grosso è meglio): hai 3 fasi.
essendo un processo che avviene a pressione costante una delle 3 fasi deve sparire in modo che il sistema riacquisti un ulteriore grado di libertà: il ghiaccio fonde e scioglie NaCl; poiché la fusione è un processo endotermico la T ambiente diminuisce.
ora la mia miscela ruba tutto il calore che può dall'esterno per poter mandare a zero il ghiaccio...si resta a questa temperatura (eutettica) fintanto che tutto il ghiaccio non si scioglie e quindi indirettamente sciogliere tutto il sale (il sale a temperature sotto zero fa fatica a sciogliersi).
quando tutto il ghiaccio è sparito ho riacquistato un grado di libertà !
quindi il bello sta nel fatto che la mia miscela ruba calore all'ambiente principalmente per questi motivi (altri non li indico...scenderei troppo sul complesso e cmq sono relativi):
1) ridurre le fasi presenti
2) rompere il reticolo cristallino del sale (i legami sodio cloro)
il mio riferimento era quindi questo:
qui ho la natura che cerca di portarsi all'equilibrio muovendo calore, per avere il minor numero di fasi (quindi sciogliere anche il sale)(questo processo lo definisco in modo simpatico come "dinamico").
torniamo brevemente al radiatore: quando aggiungi l'antigelo hai esclusivamente un abbassamento del punto crioscopico (di solito l'antigelo è il glicole etilenico) ed un innalzamente dell'ebullioscopico (processo che definisco in modo gergale "statico")...non hai 3 fasi, non hai scambi termici evidenti, hai solo una modifica del potenziale chimico del solvente (acqua).
e adesso una domanda banale.. perchè quando si butta la pasta nell'acqua bollente questa smette di bollire ?
(a volte tornerei indietro solo per rituffarmi nella bellezza della matematica, della fisica e della chimica... :cry: )
ah dimenticavo...scusate se sono prolisso e poco chiaro...scrivere non è il mio forte...spiegare poi... ;)
razziadacqua
07-11-2005, 21:29
sò solo che il modo in cui hai spiegato la cosa è così affascinante e poetico :rolleyes: ..
no cmq ora ho perfettamente capito cosa intendevi e ti dò perfettamente ragione in tutto,apprezzo e comprendo al 100%...è così inteligente la natura :D
e adesso una domanda banale.. perchè quando si butta la pasta nell'acqua bollente questa smette di bollire ?
sparo..
perchè tutto il calore è usato x portare la pasta alla temperatura dell'acqua? :stordita:
*nicola*
08-11-2005, 22:31
l altro giorno al pub col mio my best friend salta fuori una delle nostre solite discussioni che partono dal nulla e nel nulla putroppo non finiscono.Siamo soliti persino a discutere e "litigare"su leggi fisiche,esperimenti o dimostrazioni :°D di tutto di più.
(cut)
QUALE TEORIA SPIEGA LA COSA? :D
Ma va....che forza, domani provo anche io....
TU spiegami un'altra cosa inspiegabile, se hai scritto questo messaggio che io sto quotando com'è possibile che il tuo contatore segni 0 messaggi?
razziadacqua
08-11-2005, 23:08
Ma va....che forza, domani provo anche io....
TU spiegami un'altra cosa inspiegabile, se hai scritto questo messaggio che io sto quotando com'è possibile che il tuo contatore segni 0 messaggi?
perchè scienza e tecnica è off topic quindi il contatore non fà...sè no ne scritti tantissimi di messaggi qui dentro...mi piace davvero sto forum...
si sta bene...si leggono tante belle cose...se ne imparano tantissime...tante belle persone...matti...
vi voglio bene ragazzi :cry: anche a te Xenom!anche a te Banus!GioFx!WIlcomir!Vi golio bene a tutti! :cry: :cry: grazie!grazie davvero!voglio dedicare questo premio a mamma,a babbo,...
:ciapet: :Prrr:
Lucrezio
09-11-2005, 22:49
Allora, provo a dare una spiegazione un po' quantitativa (scusate i tempi biblici... ma sono stati dei giorni tremendi!)
Per la legge di Raoult, una miscela solvente - soluto ha tensione di vapore
http://operaez.net/mimetex/p=p^0_{solv}\chi_{solv} + p^0_{soluto}\chi_{soluto}
dove x è la frazione molare:
http://operaez.net/mimetex/\chi_i = \frac{n_i}{n_{tot}}
e p0 è la pressione di vapore della specie pura.
Se il soluto è poco volatile - il caso della maggior parte dei sali inorganici - il suo contributo alla pressione di vapore sarà trascurabile; ne segue che la pressione di vapore diminuisce rispetto a quella del solvente puro, in quanto la frazione molare del solvente è - chiaramente - diversa da 1.
Facendo un po' di conti, indicando con il pedice s il solvente:
http://operaez.net/mimetex/p=p^0_s\chi_s \Rightarrow \ln p = \ln p^0 + \ln \chi_s = ln p^0 + ln(1 - \chi_{soluto}).
Differenziando e ricordando che per una soluzione diluita la frazione molare del soluto è piccola (e quindi si può sviluppare il logaritmo in serie di taylor):
http://operaez.net/mimetex/d\ln p = dln(1 - \chi_{soluto}) \simeq -d\chi _{soluto}
D'altra parte, per l'equazione di Clausius Clapeyron (si dimostra facilmente con un po' di termochimica ;) ):
http://operaez.net/mimetex/d\ln p = -\frac{\Delta H_{fus}}{RT_{fus}^2} dT.
Uguagliando le due quantità:
http://operaez.net/mimetex/-d\chi_{soluto} = -\frac{\Delta H_{fus}}{RT_{fus}^2}dT
Cambiando di segno e integrando:
http://operaez.net/mimetex/\chi_{soluto}= \frac{\Delta H_{fus}}{RT_{fus}^2}\Delta T
Dove con "delta" T si intende la variazione finita di temperatura di congelamento. Ne segue che:
http://operaez.net/mimetex/\Delta T_{cong}= \frac{RT^2{fus}}{\Delta H{fus}^2}\chi_{soluto} =\frac{RT^2{fus}}{\Delta H{fus}^2}\frac{m}{n_s}
dove con m si è indicata la molalità del soluto.
Poiché per un dato solvente il membro destro - con l'eccezione, ovviamente, di m - è costante, tale relazione si può scrivere in maniera abbreviata
http://operaez.net/mimetex/\Delta T_{cong}= K_{cr}m
Dove Kcr è la costante crioscopica del solvente in questione.
Ne segue che salando l'acqua la temperatura di congelamento del ghiaccio cala. Parte del ghiaccio che si trova in soluzione si sciglierà, sottraendo calore alla soluzione finché la temperatura non sarà pari alla nuova temperatura di fusione e non venga raggiunto l'equilibrio.
Ovviamente qui si parla di soluzioni non diluite, quindi bisognerebbe parlare di attività... ma è solo una complicazione abbastanza inutile :D
Spero di essere stato chiaro...
Ciao!
come le hai scritte le formule?
Lucrezio
10-11-2005, 07:02
come le hai scritte le formule?
Con Latex!
inserisci il tag
(IMG)http://operaez.net/mimetex/"formula"(/IMG)
dove al posto di "formula" metti quello che vuoi scrivere, ovviamente in codice latex!
E' un servizio ottimo gestito tra il resto da un frequentatore del forum :D
ah quindi alla fine latex è stato implementato! non mi resta che studiarmelo :p
scusate l'OT
Lucrezio
10-11-2005, 12:57
ah quindi alla fine latex è stato implementato! non mi resta che studiarmelo :p
scusate l'OT
In realtà no, è un servizio esterno al forum!
Ma si può comunque utilizzare tranquillamente :D
Ciao!
razziadacqua
11-11-2005, 23:42
ecco perfetto..tutto quel popò di formule lo lascio al mio amico tanto impuntato sulla teoria...
Lucrezio
13-11-2005, 11:50
ecco perfetto..tutto quel popò di formule lo lascio al mio amico tanto impuntato sulla teoria...
:D
Sono più "brutte" che "difficili" :D
vBulletin® v3.6.4, Copyright ©2000-2025, Jelsoft Enterprises Ltd.