Kar yağdığında belediyelerin yollara tuz dökmesi tanıdık bir görüntüdür. Tuz buzu ısıtmaz; yaptığı şey suyun donma noktasını aşağı çekmektir.
Donma noktası alçalması
Saf su 0 °C’de donar. Suya tuz gibi bir madde çözündüğünde, çözünen tanecikler su moleküllerinin düzenli bir buz kristali oluşturmasını zorlaştırır. Sonuç olarak çözelti 0 °C’de donmaz; donması için daha düşük bir sıcaklık gerekir. Bu olaya donma noktası alçalması denir.
Bu etki çözünen maddenin cinsinden çok, çözeltideki tanecik sayısına bağlıdır. Sofra tuzu (NaCl) suda Na+ ve Cl− iyonlarına ayrıştığı için her tuz birimi iki tanecik verir ve etkisi buna göre güçlenir.
Tuz buzu nasıl eritir?
Buzun yüzeyinde her zaman çok ince bir sıvı su tabakası bulunur. Tuz bu tabakada çözünerek tuzlu su oluşturur. Bu tuzlu suyun donma noktası 0 °C’nin altında olduğu için, hava sıcaklığı bu değerin üzerindeyse buz erimeye devam eder ve oluşan tuzlu su yayılarak daha fazla buzu çözer.
Çok soğukta neden işe yaramaz?
Tuzlu suyun ulaşabileceği en düşük donma noktası, kütlece yaklaşık %23 tuz içeren karışımda yaklaşık −21 °C’dir. Bu bir laboratuvar sınırıdır. Yollarda ise tuzun pratikte etkili olduğu alt sınır genellikle zemin sıcaklığı olarak yaklaşık −9 °C civarında kabul edilir; bunun altında tuz çok yavaş çalışır.
| Durum | Yaklaşık sıcaklık |
|---|---|
| Saf suyun donma noktası | 0 °C |
| Yol tuzunun pratik alt sınırı (zemin) | −9 °C |
| Tuzlu suyun en düşük donma noktası | −21 °C |
Daha soğuk bölgelerde kalsiyum klorür ve magnezyum klorür gibi tuzlar tercih edilir; bu tuzlar daha düşük sıcaklıklarda da etkilidir.
Aynı ilke başka nerede karşımıza çıkar?
Arabaların radyatörüne konan antifriz ve evde dondurma yaparken buza tuz eklenmesi de aynı ilkeye dayanır. Tuz ile buz karışımı 0 °C’nin altına inebildiği için dondurma karışımını daha hızlı soğutur.