Strooizout en vriezen in huis

In deze barre wintertijden is strooizout moeilijk te krijgen.
Ik heb nog een paar kilootjes.
Het is kwestie van er spaarzaam mee om te springen, want de winter is nog maar juist begonnen. Er kunnen dus nog meer strenge koudeprikken volgen vóór de lente onze streken weer gaat opwarmen.

Strooizout is meestal natriumchloride (NaCl of keukenzout) en soms calciumchloride (CaCl₂).
Als je die zouten op sneeuw of ijs gooit, lossen ze erin op.
En de zoutoplossingen (pekels) hebben een lager stolpunt dan het zuivere water zelf.
D.w.z. dat ze niet stollen bij 0°C, maar bij een lagere temperatuur.
En dat heeft als gevolg dat er dus bij temperaturen beneden de 0°C geen ijsvorming optreedt.
Hoever de temperatuur beneden 0°C mag dalen, hangt af van de concentratie van het zout in de pekel én van het soort zout.
Bij een 10%-oplossing van keukenzout is het stolpunt -6°C.
Bij een 20%-oplossing van keukenzout mag de temperatuur al tot -16°C dalen vóór er ijs gevormd wordt.
Calciumchloride veroorzaakt nog sterkere stolpuntdalingen, maar dat zout is meer belastend voor het milieu en… het is ook duurder.
Uit het voorgaande zal je ook wel begrijpen dat een goed effect van strooizout afhangt van de mate waarin het zout met de sneeuw en het ijs op de wegen vermengd geraakt. Er moet dus voldoende verkeer zijn om het zout te verspreiden en het met de sneeuw en het ijs te vermengen.

Waarom zoutoplossingen een lager stolpunt hebben dan water?
Dat beantwoorden vraagt wat fysica. Je mag het voor mijn part ook chemie noemen.
We proberen het eenvoudig te houden.
IJs verschilt van vloeibaar water door het feit dat in ijs de moleculen in een mooi geordend patroon zitten:

  
Bij 0°C wordt water van zijn vloeibare vorm omgezet in de vaste vorm (ijs).
Maar als je zout (NaCl) bij het water doet, beletten de zoutdeeljes (Na⁺ en Cl^-) de vorming van de vaste geordende ijsstructuur. Gevolg: er ontstaat geen ijs. We blijven met een oplossing (dus vloeibaar) van zout in water zitten! Ik hoop dat dit voldoende duidelijk was.

Als toetje een bied ik jullie nog een mooi stukje keukenfysica (of keukenchemie).
Dat moet je zeker eens proberen.
Eigenlijk is het iets wat mijn vaderke mij al getoond en geleerd heeft toen ik een jongetje was van een jaar of 10. Hij legde wel niet het waarom uit. Dat ga ik nu wel proberen te doen.
Ziehier het recept:

• neem een bekertje goed gevuld met sneeuw. Een koffietas voldoet, maar met een dunwandig plastic bekertje lukt het beter.
• plaats het bekertje met de sneeuw op een houten plankje
  (een snijplankje b.v.) in een plasje water.
• voeg ruim keukenzout aan de sneeuw toe en roer alles goed door elkaar tot een papperige brij. Ik heb ondervonden dat grof zeezout best werkt, maar gewoon keukenzout doet het ook goed.
• roer voldoende lang en je zal merken dat het bekertje aan houten plankje is vastgevroren. Je kan het plankje zonder problemen omdraaien. Het bekertje valt er niet af.
  De sneeuwpekel dondert wel op tafel natuurlijk.

Mijn vaderke heeft mij dat vriestrucje dikwijls getoond.
Ik heb er altijd van genoten.
En ik wilde weten hoe dat kon: het laten vriezen in huis naast de Leuvense stoof!
Jaren later wist ik het.
Voor het oplossen van het zout in de sneeuw en het ijs, moet de geordende vaste structuur van ijs (zie hierboven) afgebroken worden.
Die afbraak vraagt nogal wat energie. En die energie wordt aan de omgeving onttrokken.
Dus aan het (dunwandig) bekertje.
Maar ook aan het water van het plasje waarin het bekertje staat.
Dat water koelt dus af. Zo sterk zelfs dat het bevriest.

Ik heb daar samen met Mia een diamontage(tje) van gemaakt.

Dat moet je echt eens doen! Zeker als je jonge kinderen of kleinkinderen in huis hebt.
Maar je vrouw of man is ook goed. Als je maar opruimt nadien.
En haast je nu er nog sneeuw ligt!