لماذا نضع الملح على الأرصفة الجليدية في الشتاء؟

نرى كثيرًا عند سيرنا بالشوارع والمدن المليئة بالثلج أن هناك العديد يقومون بوضع الملح علي الطرقات والارصفة بالشوارع المغطاه بالثلج المجمد ، ويتسائل العديد ما سبب وضعهم الملح على الجليد فى فصل الشتاء .
والمعلومه التى يجهلها الكثيرين بحسب ما قال الراحل جون مارغريف إن الملح يذوب في الماء مثل أيونات الصوديوم والكلور، وهذه الأيونات ترطب ، أو تنضم إلى جزيئات الماء، وتنتج هذه العملية حرارة تؤدي إلى إذابة الجليد، بحسب موقع scientificamerican.
وهو ما جعل أستاذ الهندسة الكيميائية آرثر بيلتون من جامعة مونتريال يقدم تصحيحًا تمثيليًا، ويتبع تفسيره ، فعلى الرغم من أن عملية الترطيب تنتج حرارة ، إلا أن الحرارة الممتصة أثناء التحلل الأولي للملح إلى أيونات يتم تعويضها أكثر من ذلك. بمعنى آخر .
فإن العملية الكلية للذوبان أى التحلل إلى أيونات بالإضافة إلى الماء تقوم بإمتصاص الحرارة، ويمكن توضيح ذلك بسهولة: عن طريق صب بعض الماء في كوب واختبار درجة حرارته بإصبعك، ثم أضف بعض الملح وحركه واختبره مرة أخرى، وبعدها سوف تنخفض درجة الحرارة.
ولكن السبب الحقيقي وراء ذوبان الجليد باستخدام الملح هو أن محلول الماء والملح المذاب له درجة تجمد أقل من الماء النقي، وعند إضافته إلى الثلج ، يذوب الملح أولاً في غشاء الماء السائل الموجود دائمًا على السطح ، وبالتالي ينخفض درجة التجمد إلى ما دون درجة حرارة الجليد.
لذلك يذوب الجليد الذي يتلامس مع الماء المالح ، مما ينتج عنه المزيد من الماء السائل ، مما يؤدي إلى إذابة المزيد من الملح ، مما يؤدي إلى ذوبان المزيد من الجليد ، وما إلى ذلك. كلما زاد تركيز الملح المذاب ، انخفضت نقطة التجمد الكلية.
ورغم ذلك هناك حد لكمية الملح التي يمكن إذابتها في الماء، فالماء الذي يحتوي على كمية قصوى من الملح المذاب له نقطة تجمد تبلغ حوالي صفر درجة فهرنهايت. لذلك، لفهم سبب احتواء الماء الذي يحتوي على ملح مذاب على نقطة تجمد أقل من الماء النقي ، لذلك ضع في اعتبارك أنه عندما يكون الجليد والماء على اتصال ، يكون هناك تبادل ديناميكي عند السطح البيني لحالتين.
وبسبب الاهتزازات الحرارية في الجليد ، ينفصل عدد كبير من الجزيئات في الثانية عن سطحه ويدخل في الماء، وخلال نفس الفترة الزمنية ، يلتصق عدد كبير من جزيئات الماء بسطح الجليد وتصبح جزءًا من المرحلة الصلبة، وفي درجات الحرارة المرتفعة ، يكون المعدل الأول أسرع من الأخير ويذوب الجليد.
وفي درجات الحرارة المنخفضة يكون العكس هو الصحيح، وعند نقطة التجمد ، فإن المعدلين متساويان، وإذا تم إذابة الملح في الماء ، فإن معدل انفصال جزيئات الجليد لا يتأثر ولكن معدل ارتباط جزيئات الماء بسطح الجليد ينخفض ، بشكل أساسي لأن تركيز جزيئات الماء في السائل أى جزيئات لكل سنتيمتر مكعب أقل، ومن ثم ، فإن نقطة الانصهار أقل.