Kodėl kepimo soda sumažina vandens užšalimo temperatūrą?

Kepamoji soda nesumažina vandens užšalimo temperatūros. Tiesą sakant, jis padidina vandens užšalimo temperatūrą, sumažindamas užšalimo tašką. Norėdami tai suprasti, galime pažvelgti į koligatyvines sprendimų savybes.

Koliatyvinės savybės – tai tirpalų savybės, kurios priklauso nuo ištirpusių dalelių koncentracijos, neatsižvelgiant į ištirpusios medžiagos tapatybę. Viena iš šių koligatyvinių savybių yra užšalimo taško depresija. Tai reiškia, kad tirpalo užšalimo temperatūra yra žemesnė už gryno tirpiklio užšalimo temperatūrą. Kuo daugiau tirpale yra tirpių dalelių, tuo didesnis užšalimo taško sumažėjimas.

Kepimo soda (natrio bikarbonatas) yra tirpi medžiaga, kuri, ištirpusi vandenyje, disocijuoja į jonus. Tai reiškia, kad kiekviena kepimo sodos molekulė gamina du jonus, vieną natrio joną (Na+) ir vieną bikarbonato joną (HCO3-). Šie jonai trukdo susidaryti ledo kristalams, todėl pakeliama vandens užšalimo temperatūra.

Tai, kiek kepimo soda pakelia vandens užšalimo temperatūrą, priklauso nuo tirpalo koncentracijos. Labiau koncentruotas kepimo sodos tirpalas padidins vandens užšalimo temperatūrą labiau nei mažiau koncentruotas tirpalas.

Apskritai, bet kokios tirpios medžiagos pridėjimas į vandenį padidins vandens užšalimo temperatūrą. Štai kodėl druska tirpdo ledą ant kelių ir šaligatvių. Druska ištirpsta kelyje esančiame vandenyje, todėl susidaro tirpalas su žemesne užšalimo temperatūra. Tai reiškia, kad vanduo gali išlikti skystas esant žemesnei temperatūrai, o tai padeda tirpdyti ledą.

Tačiau svarbu pažymėti, kad yra riba, kiek galima padidinti vandens užšalimo temperatūrą. Jei į vandenį įpilama per daug tirpios medžiagos, tirpalas taps toks koncentruotas, kad iš tikrųjų pradės mažinti vandens užšalimo temperatūrą. Šis reiškinys vadinamas „eutektiniu tašku“.