Breytist suðumark vatns ef salti er bætt út í það?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Breytist suðumark vatns ef salti er bætt út í það?
Hér er einnig að finna svör við fjölmörgum öðrum spurningum:

• Hvers vegna sýður heitt vatn?
• Ef ég set salt í vatn og sýð, hækka ég þá suðumarkið? Þ.e sýður blandan mín við hitastig sem er hærra en 100 gráður?
• Er hægt að búa til saltvatn?
• Af hverju gufar vatnið upp?
• Hvaðan koma loftbólurnar í sjóðandi vatni?
• Hversu mörg grömm af salti (natríumklóríð) eru í lítra af dæmigerðu sjó?

Stutta svarið við meginspurningunni er þetta: Já, suðumark vatns breytist aðeins við að bæta salti út í. Vatnssameindir bindast jónum í matarsalti aðeins sterkar en öðrum vatnssameindum. Meiri orku þarf til að slíta tengin milli vatnssameindanna og jónanna en þarf til að slíta tengin sem eru einungis milli vatnssameinda. Þess vegna er suðumark saltvatns örlítið hærra en hreins vatn.

Aðeins lengra og ýtarlegra svar fylgir svo hér á eftir:

Vatnssameind (H₂O) samanstendur af einni súrefnisfrumeind sem tengist tveimur vetnisfrumeindum. Súrefni er mun rafdrægnara en vetni og því verður örlítil neikvæð hleðsla (δ^-) á súrefnisfrumeindinni og örlítið jákvæð hleðsla (δ⁺) á vetnisfrumeindunum; við tölum þá um að vatnssameindin sé skautuð.

Þessi mishleðsla/skautun á vatnssameindunum veldur því að vetnisfrumeindir vatnssameinda og súrefnisfrumeindir annarra vatnssameinda dragast hver að annarri og mynda svokölluð vetnistengi milli vatnssameindanna. Vetnistengin eru þónokkuð sterk en myndast og rofna í sífellu vegna hreyfinga sameindanna.

Vatn hefur óvenju hátt suðumark miðað við svipuð efni og stafar það af vetnistengjunum. Sameindirnar í vatninu eru á stöðugri hreyfingu, sumar hreyfast mjög hægt og aðrar mjög hratt. Stundum öðlast sumar vatnssameindir nógu mikla hreyfiorku til að skjótast út úr vatninu. Þessi hreyfiorka nær þá að yfirvinna aðdráttarkraftana frá öðrum vatnssameindum og þrýstinginn frá loftinu sem er fyrir ofan vatnið.

Þegar vatn hitnar fá fleiri og fleiri vatnssameindir næga hreyfiorku til að yfirgefa vatnið og þegar suðumarki vatns er náð gufar vatnið hraðast upp. Það fer eftir loftþrýstingnum hversu hátt suðumarkið er, við lágan loftþrýsting sýður vatnið við lægra hitastig. Loftbólurnar sem myndast í vatninu við suðu eru vatn á gasformi, vatn sem hefur hitnað það mikið að það hefur farið úr vökvaham í gasham. Þegar vatn er hitað í potti myndast fyrstu loftbólurnar við botninn því þar verðu potturinn fyrst nógu heitur til þess að vatnið fari úr vökvaham í gasham. Þegar allt vatnið er orðið nógu heitt myndast loftbólurnar út um allt. Vegna þess að vatn í gasham er eðlisléttara en vatn í vökvaham þá fljóta loftbólurnar upp að yfirborði vatnsins.

Vegna þess að vatnssameindir eru skautaðar eiga jónaefni og önnur skautuð efni auðvelt með að leysast upp í vatni eða blandast því. Þegar talað er um salt í daglegu tali er átt við matarsalt sem er jónaefni með efnaformúluna NaCl. Það er auðleyst í vatni. Þegar salt leysist upp í vatni aðskiljast natrínjónirnar (Na⁺) og klóríðjónirnar (Cl^-) og dreifast um vatnið. Margar vatnssameindir bindast hverri Na⁺ og Cl^- jón og umlykja/hjúpa þær. Vatnssameindirnar bindast jónunum aðeins sterkar en öðrum vatnssameindum og það er lykillinn að því að suðumark saltvatns er hærra en suðumark hreins vatns. Það þarf sem sagt meiri orku til að slíta tengin milli vatnssameindanna og jónanna en þarf til að slíta tengin sem eru einungis milli vatnssameinda.

Suðumark vatns er 100°C við 1 loftþyngd, suðumark sjós er um 100,5°C og suðumark mettaðrar saltlausnar er um 109°C. Mettuð saltlausn þýðir að hámark salts er uppleyst í vatninu og ef meira salt er sett út í mun það ekki leysast upp heldur verða saltkornin sjáanleg í vatninu. Sjór inniheldur um 3,5% af salti (35 g/L) að meðaltali á meðan mettuð 109°C heit saltlausn inniheldur rúmlega 40% af salti (400 g/L).

Í matargerð er salti oft bætt út í vatn en það magn er lítið miðað við styrk salts í sjónum sem lesendur kannast eflaust við að vera mjög saltur á bragðið. Suðumark saltvatnsins fyrir matargerðina er því rétt yfir 100°C en undir 100,5°C (sem er suðumark sjós). Þar sem það munar afar litlu á suðumarki hreins vatns og saltvatni til matargerðar mun saltið hafa mjög lítil áhrif á þann tíma sem tekur að sjóða matinn.

Heimildir og myndir:

• Sodium chloride - Wikipedia.com. (Sótt 12.11.2021).
• Solubility table - Wikipedia.com. (Sótt 12.11.2021).
• Khan Academy. (Sótt 11.11.2021).
• Allometric.com. (Sótt 11.11.2021).
• Freepik.com. (Sótt 11.11.2021).

...