なぜ塩が氷を溶かすのですか？

北部地域では、冬季に氷と雪を溶かすために年間約2, 000万トンの塩が使用されています。その背後にある科学はロケット科学ではありませんが、誰もがなぜ塩が氷を溶かすのかを判断できるわけではありません。まず、水の凝固点を理解することが重要です。 32°F（0°C）で水は凍り固まります。この温度では、氷は道路の上に薄い層を形成します。氷の上の水は氷を溶かし、氷は氷の下の水を凍らせます。 0℃では、氷と水の間の交換レートは一定のままで、氷と水の量は同じままです。温度が0度を超えると、より多くの氷が溶けて液体になりますが、温度が下がると、さらに水が氷になります。不純物は水の凝固点を下げます。塩などのイオン性化合物を水に添加すると、水は0℃では凍結しなくなりますが、低温になります。しかし、水はまだその温度で氷を溶かすことができるので、道路上の氷が少なくなり、水が多くなることになります。

塩が水の凝固点を下げる方法

塩は「凝固点降下」として知られている概念によって水の凝固点を下げる。塩は水分子がそれらの天然の形で互いに結合するのを困難にする。塩は水に溶け、溶解するにつれてその一貫した元素に分解します。通常の食卓塩（塩化ナトリウム（NaCl））は、ナトリウムイオンと塩化物イオンに分けられます。 NACLは、化合物が1つのナトリウムイオンと1つの塩化物に分解されるため、氷を低スケールで融解するために使用されます。大規模に氷を溶かすとき、それは3つのイオン、1つのカルシウム、および2つの塩化物に分解するので、塩化カルシウム（CaCl ₂ ）が使われます。より多くのイオンが放出されると、互いに結合する分子に対するより大きな障壁がある。

塩化物の環境への影響

塩化物は氷と雪を溶かすのに使われる最も効果的な化合物のいくつかですが、それらは環境に悪影響を及ぼす。塩素は水中の病原体を殺すのに使われ、水生動物に害を及ぼします。それは植物や昆虫を脱水し、それゆえ食物網を変える。塩化物は、土壌中の病原体を殺すのに使われると植物の成長を阻害することが知られています。硫酸アンモニウム（NH 4）2 SO 4、硝酸アンモニウム（NH 4 NO 3）、および酢酸カリウム（CH 3 COOK）を含む他の化合物は、環境への悪影響は少ないが、大規模な操作に使用するには費用がかかりすぎる。空港では、滑走路から雪を一掃するために尿素、アルコール、グリコールを使用していることが知られています。