Naturkunskap A - Inlämningsuppgift, avsnitt: Energi.
|
Energi - inlämningsuppgift |
||
|
Uppgift: Häll lite vatten på köksbänken, tag fram ett decilitermått med plan botten, krossa is, lägg isen i måttet, häll salt i måttet, rör om och ställ måttet i den lilla vattenpölen på bänken. Rör inte försöket under 2 minuter lyft sedan måttet rakt upp. Vad händer och varför blir det på detta viset? |
Svar: Experimentet resulterar i att decilitermåttet fryser fast på köksbänken, i den lilla vattenpölen.
Rent vattens fryspunkt och smältpunkt är 0 grader Celsius. Med andra ord är det där rent vattens fasövergångar från fast till flytande sker och vice versa. När natriumkloridet tillsätts i decilitermåttet tjänar det till att sänka vattnets smältpunkt/fryspunkt. Det sker då saltet påverkar vattenmolekylerna i iskristallerna och gör det svårare för dem att binda sig till varandra. När natriumklorid kommer i reaktion med isen löses nämligen dess saltkristaller upp och jonerna Na+ och Cl- frigörs. Jonerna beblandas med vattnets molekyler, något som försvårar vattnets bildande av iskristaller och bryter de molekylbindningar som utgör iskristallerna. Den process som startats, när vattenmolekylernas iskristallbindningar bryts, kräver energi och den tas från saltblandningen och omgivningen vilket leder till att temperaturen i blandningen sänks.
När saltet blandas med isen börjar alltså isen att smälta och blandningen blir kallare. Den process som då startats är en energikrävande (endoterm) reaktion. Energin som behövs tas från saltblandningen och från experimentets omgivning, däribland från vattenpölens värmeenergi. Saltblandningen och pölen blir då kallare och efter en kort stund fryser decilitermåttet fast i köksbänken.
Vattens salinitet avgör dess smältpunkt. Det är med vanligt koksalt vi saltar vägarna under vintertid för att åstadkomma snö och isfria vägar. Saltvatten behöver alltså nå en lägre temperatur för att kunna frysa än sötvatten.
(Vattenmolekyler är i full rörelse, även i vad som till synes är orörligt vatten i ett dricksglas. Det är först när vatten fryser till is som vattenmolekylers rörelseenergi har bromsats så mycket att de binds till varandra i iskristaller.)
