Mengapa es batu dicampur garam menjadi lebih dingin?

Lho?? Kok bisa? 

Ini salah satu pertanyaan saya ketika saya praktikum menggunakan batu es untuk memberikan suasana dingin dalam suatu reaksi kimia. Dan ternyata ini juga pertanyaan Leslie kepada ayahnya, Robert L. Wolke, seorang guru besar emeritus ilmu kimia University of Pittsburgh. 

        Sebelum mengulas jawaban Mr. Wolke, ada baiknya teman-teman mengulang kembali pelajaran kimia tentang titik beku pada bab Sifat Koligatif Larutan. Suatu sifat larutan yang akan mengalami penurunan titik beku jika ditambahkan zat lain. Pelarut dikatakan membeku apabila struktur molekulnya telah kaku dan membentuk tatanan tertentu secara geometris. Zat lain yang ditambahkan akan mengisi ruang-ruang kosong diantara molekul pelarut sehingga mempersulit pelarut untuk berubah menjadi kaku sehingga membutuhkan suhu yang lebih dingin agar bisa membeku. Teman-teman juga perlu mengulang kembali pelajaran Termokimia. Ada istilah eksoterm untuk reaksi yang melepaskan panas sehingga suhu di sekitarnya akan menjadi lebih panas, ada juga istilah endoterm untuk reaksi yang menyerap panas sehingga suhu di sekitarnya akan menjadi lebih dingin.

     Demikian juga yang terjadi dengan air. Untuk bisa membeku, air membutuhkan suhu 0'C. Namun, penambahan garam akan membuat air menjadi tidak lagi membeku pada suhu tersebut. Akibatnya, es akan mencair sebagian pada suhu tersebut. Nah lo! Kok malah mencair? Ya, dengan mencairkan es itulah yang membuat suhunya lebih dingin. Garam, sebagaimana zat lain, akan merusak tatanan geometris es yang sudah kaku. Molekul garam akan merusak ikatan sesama molekul H2O dalam es sehingga es menjadi cair. Akan tetapi untuk merusak tatanan tersebut, garam membutuhkan panas. Terjadi reaksi endoterm sehingga suhu di sekitar akan lebih dingin. Setelah sebagian es mencair, maka air yang dihasilkan juga akan menjadi lebih dingin karena garam membutuhkan panas lagi untuk merusak es yang masih tersisa. Alhasil, suhu air tersebut akan lebih dingin daripada suhu es mula-mula. Kalau teman-teman bingung, saya ambil contoh seperti sebuah sinetron yang ada peran antagonis. Jika ingin merusak sebuah keluarga yang harmonis, si antagonis biasanya akan mengerahkan tenaganya dan meminta bantuan orang-orang sekitarnya. Nah, es ibarat keluarga harmonis, si antagonis ibarat garam dan orang sekitarnya itu ibarat panas.  

Oke, semoga bisa membantu teman-teman menjawab rasa ingin penasaran yang sama.

Page 2

Tidak ada postingan.

Garam Mencegah Air Dari Pembekuan

Garam mencairkan es pada dasarnya karena menambahkan garam akan menurunkan titik beku air . Bagaimana ini mencairkan es? Ya, tidak, kecuali ada sedikit air yang tersedia dengan es. Kabar baiknya adalah Anda tidak membutuhkan genangan air untuk mendapatkan efeknya. Es biasanya dilapisi dengan selaput tipis air cair, itu saja yang diperlukan.

Air murni membeku pada suhu 32 ° F (0 ° C). Air dengan garam (atau zat lain di dalamnya) akan membeku pada suhu yang lebih rendah. Seberapa rendah suhu ini tergantung pada agen penghilang es . Jika Anda meletakkan garam di atas es dalam situasi di mana suhunya tidak pernah mencapai titik beku baru dari larutan air garam, Anda tidak akan melihat manfaatnya. Misalnya, melemparkan garam meja ( natrium klorida ) ke atas es saat suhu 0 ° F (-17,7 °C) tidak akan melakukan apa-apa selain melapisi es dengan lapisan garam. Sebaliknya, jika Anda meletakkan garam yang sama di atas es pada suhu 15 ° F (-9,4 °C), garam akan dapat mencegah es yang mencair agar tidak membeku kembali. Magnesium klorida bekerja hingga 5 ° F (-15 °C)sementara kalsium klorida bekerja hingga -20 ° F (-28,8 °C).

Poin Utama: Bagaimana Garam Mencairkan Es

• Garam mencairkan es dan membantu mencegah air membeku kembali dengan menurunkan titik beku air. Fenomena ini disebut depresi titik beku.
• Garam hanya membantu jika ada sedikit air cair yang tersedia. Garam harus larut ke dalam ionnya agar bisa bekerja.
• Berbagai jenis garam digunakan sebagai agen penghilang es. Semakin banyak partikel (ion) yang terbentuk ketika garam larut, semakin rendah titik bekunya.

Bagaimana itu bekerja

Garam (NaCl) larut menjadi ion-ionnya dalam air, Na + dan Cl – . Ion-ion berdifusi ke seluruh air dan menghalangi molekul air agar tidak cukup berdekatan dan dalam orientasi yang tepat untuk mengatur ke dalam bentuk padat (es). Es menyerap energi dari lingkungannya untuk menjalani transisi fase dari padat ke cair. Hal ini dapat menyebabkan air murni membeku kembali, tetapi garam di dalam air mencegahnya berubah menjadi es. Namun, air menjadi lebih dingin dari sebelumnya. Suhu bisa turun di bawah titik beku air murni.

Menambahkan pengotor apa pun ke cairan menurunkan titik bekunya. Sifat senyawa tidak menjadi masalah, tetapi jumlah partikel yang dipecahnya dalam cairan itu penting. Semakin banyak partikel yang dihasilkan, semakin besar penurunan titik beku. Jadi, melarutkan gula dalam air juga menurunkan titik beku air. Gula larut begitu saja menjadi molekul gula tunggal, jadi pengaruhnya pada titik beku lebih kecil daripada jika Anda menambahkan garam dalam jumlah yang sama, yang pecah menjadi dua partikel. Garam yang pecah menjadi lebih banyak partikel, seperti magnesium klorida (MgCl 2 ) memiliki efek yang lebih besar pada titik beku. Magnesium klorida larut menjadi tiga ion – satu kation magnesium dan dua anion klorida.

Di sisi lain, menambahkan sejumlah kecil partikulat yang tidak larut sebenarnya dapat membantu air membeku pada suhu yang lebih tinggi. Meskipun ada sedikit penurunan titik beku, itu terlokalisasi di dekat partikel. Partikel bertindak sebagai situs nukleasi yang memungkinkan pembentukan es. Ini adalah premis di balik pembentukan kepingan salju di awan dan bagaimana resor ski membuat salju saat cuaca sedikit lebih hangat daripada titik beku.

Menggunakan Garam untuk Mencairkan Es – Aktivitas

• Anda dapat mendemonstrasikan sendiri efek depresi titik beku , bahkan jika Anda tidak memiliki trotoar yang licin. Salah satu caranya adalah dengan membuat es krim sendiri di dalam kantung , di mana menambahkan garam ke air menghasilkan campuran yang sangat dingin sehingga dapat membekukan suguhan Anda.
• Jika Anda hanya ingin melihat contoh bagaimana es dingin ditambah garam bisa didapat, campurkan 33 ons garam dengan 100 ons es atau salju yang dihancurkan. Hati-hati! Campuran akan bersuhu sekitar -6 ° F (-21 ° C), yang cukup dingin untuk menyebabkan radang dingin jika Anda menahannya terlalu lama.
• Dapatkan pemahaman yang lebih baik tentang depresi titik beku dengan memeriksa efek pelarutan berbagai zat dalam air dan mencatat suhu yang diperlukan untuk membekukannya. Contoh zat yang baik untuk dibandingkan adalah garam meja (natrium klorida), kalsium klorida, dan gula. Lihat apakah Anda bisa melarutkan setiap zat dengan massa yang sama di dalam air untuk mendapatkan perbandingan yang adil. Natrium klorida pecah menjadi dua ion dalam air. Kalsium klorida membentuk tiga ion dalam air. Gula larut dalam air, tetapi tidak pecah menjadi ion apa pun. Semua zat ini akan menurunkan titik beku air.
• Lakukan eksperimen selangkah lebih maju dengan menjelajahi ketinggian titik didih, sifat koligatif materi lainnya. Menambahkan gula, garam, atau kalsium klorida akan mengubah suhu saat air mendidih. Apakah efeknya dapat diukur?

Sumber:

ThoughtCo

Mengapa es batu yang dicampur garam menjadi lebih dingin?

Apa yang terjadi jika es batu dicampur dengan garam?

Mengapa garam dapat menurunkan suhu es batu?

Apa pengaruh garam dalam pembekuan air?