Sypanie solą- więcej strat, czy korzyści?
Sól (NaCl - chlorek sodu) jest chyba najbardziej popularną substancją używaną do aktywnej walki z gołoledzią, lodem, śniegiem. Wiedza o szkodliwym działaniu soli na otoczenie, jest chyba dobrze rozpowszechniona:
- biały nalot na podłodze czy butach (kryształki soli, po odparowaniu wody);
- niszczenie obuwia, ubrań;
- powodowanie korozji różnego rodzaju sprzętu, podwozia samochodowego, elementów roweru (korozja pojemnika z aluminium- fot. 1);
- wpływ na powierzchnie betonowe, asfaltowe;
- negatywny wpływ na środowisko (np. rośliny);
- nieumiejętnie rozsypywana przenosi się na pobliskie tereny (np. w przypadku silnego wiatru).
Jednak zarządcy dróg, stosują również inne środki chemiczne w celu zminimalizowania szkód otoczenia, czy też w przypadku, kiedy temperatura jest dość niska i sól nie zdaje już egzaminu. Wykaz środków stosowanych do walki z zimą można znaleźć np. na stronie GDDKiA.
Przyjrzyjmy się jednak bliżej procesowi oddziaływania soli (NaCl) na śnieg czy lód. Podczas kontaktu soli ze śniegiem (lodem) dochodzi do dyfuzji. Struktura krystaliczna śniegu (lodu) zostaje osłabiona (powstają defekty sieci krystalicznej). Im śnieg (lód) ma niższą temperaturę, tym dyfuzja zachodzi wolniej. Śnieg (lód) pomału się topi- powstaje stan ciekły. Im cieczy jest coraz więcej, tym dyfuzja soli w śniegu (lodzie) zachodzi szybciej. Pojawiają się dodatkowe zjawiska: rozpuszczanie soli w powstałej cieczy- struktura krystaliczna soli zostaje zburzona; oraz solwatacja (w przypadku wody nazywa się hydratacją)- otaczanie atomów soli (chloru i sodu) przez cząsteczki wody. Zostaje pobrana energia potrzebna do zburzenia struktury soli (energia sieciowa), a wydzielona energia solwatacji. Powyższy proces (reakcji soli ze śniegiem/lodem) jest endotermiczny- energia sieciowa przewyższa energię solwatacji, przez co temperatura układu maleje (nawet bez kontaktu cieplnego z otoczeniem- w próżni). Temperatura obniża się aż do temperatury eutektycznej. Temperatura eutektyczna, to najniższa możliwa temperatura, przy której roztwór (o danym stężeniu) pozostaje jeszcze nie zakrzepnięty w całej objętości- analogicznie jak w przypadku temperatury topnienia wody (mieszanina lód-woda ma stałą temperaturę- 0 stopni- tak długo, aż mieszanina całkowicie nie zakrzepnie, lub całkowicie nie będzie ciekła).
Dodanie soli do wody może obniżyć temperaturę jej krzepnięcia aż o 21 stopni. Entropia układu rośnie (nieuporządkowanie wzrasta do wartości maksymalnej). Układ dąży do maksymalnego zniszczenia sieci krystalicznej soli i śniegu(lodu) - a więc temperatura nie opada dalej, bo to wiązałoby się z zakrzepnięciem roztworu (czyli odwróceniem reakcj i- budowaniem sieci krystalicznej). Mieszanina w tej temperaturze (po wyparciu przez roztwór powietrza spomiędzy kryształków) wygląda mniej więcej tak, jakbyśmy do wody wrzucili śnieg- ma postać półpłynną, nieklarowną (fot. 2). Po osiągnięciu stanu maksymalnego rozpuszczenia, mieszanina staje się bardziej klarowna, przezroczysta, jej temperatura zaczyna się podnosić, aż do osiągnięcia temperatury otoczenia. Roztwór w formie klarownej (solanka) pozostaje tak długo, dopóki (przy zmianie warunków otoczenia) woda nie zacznie odparowywać i zaczną się pojawiać kryształy soli.
Wróćmy znowu do ludzi, którzy za pomocą tej soli walczą z zimą. Zarządcy dróg może i wprowadzają inne związki chemiczne (np. których roztwory krzepną w niższej temperaturze niż -21 stopni; które zamiast obniżać temperaturę, podwyższają ją), ale ludzie, mieszkańcy nadal nagminnie używają soli. Myślą sobie: „Wystarczy rzucić i po kłopocie- samo zniknie. Nie trzeba będzie przerzucać tony śniegu”. Ile razy widać kogoś z kilogramowymi torbami soli kuchennej i sypiącego bez umiaru. Nawet przy kilku stopniach na minusie. Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że sypiąc sól na śnieg mający np. -1 stopień mogą obniżyć temperaturę aż do -21 stopni, co zapewne za dobrze nie wpłynie na ich chodnik (np. pogłębianie pęknięć, szczelin poprzez wielokrotne zamarzanie zawartej w nich wody- zwiększenie objętości), buty, opony. Nikomu nie życzę ochlapania taką mieszanką, czy też kontaktu własnego dziecka z czymś takim (z ciekawości- czemu wszystko jest zamarznięte, a ta kałuża- nie?- może trzeba dotknąć, sprawdzić, na pewno jest ciepłe…).
Najlepsze jest to, że opady śniegu, lub kolejne posypywanie solą, powodują wydłużenie czasu utrzymywania tej minimalnej temperatury. Każdy może sobie przygotować taką mieszaninę oziębiającą i sprawdzić na własnej skórze, że ze śniegu (lodu) o temperaturze 0 stopni można uzyskać aż -21 stopni. Ta najniższa temperatura utrzymuje się dość długo, co widać na zdjęciach zrobionych w odstępie dwugodzinnym (fot. 3 i fot. 4)- wzrost temperatury zaledwie o 1 stopień.
Czasem, przed wyjściem z kolejną kilogramową torbą soli, warto przemyśleć, czy nie narobimy więcej szkód niż korzyści, czy w ten sposób nie ukazujemy własnego lenistwa, czy sypiąc sól przy obfitych opadach lub temperaturze poniżej -10 stopni (gdzie sól nie nadąża topić) nie okazujemy swojej bezmyślności?
RW
- Zaloguj się lub utwórz konto, by odpowiadać
Wersja do wydruku- Send by email
Jeżeli artykuł jest już tak "naukowy" to uściślijmy: to nie sól powoduje korozję a woda, którą ta sól zatrzymuje! Ale nie to jest najważniejsze.
W Artykule nie podano najważniejszych danych. Jest bzdurą, że po posypaniu solą temperatura się obniża do -21 stopni (jeżeli chodzi o drogi). To wyłącznie zjawisko laboratoryjne. To jest temp. KRZEPNIĘCIA mieszanki solno-lodowej a nie temperatura topienia lodu! W ten sposób kiedyś robiono lody, ale nie ma to nic wspólnego ze zwalczaniem śliskości. To może autor wyjaśni, dlaczego po ok. 15-30 minutach od posypania solą śnieg na jezdni się topi?! Bo ja wiem i jest to wytłumaczone na stronie GDDKiA, której adres (na szczęście) autor przytacza. Skuteczne działanie soli to -7 stopni (-6 wg GDDKiA) ale sól działa jeszcze do ok. -15 stopni lecz w stopniu wolniejszym. Są to skomplikowane czynniki (np. ogrzewanie nawierzchni tarciem opon samochodowych - stąd nawierzchnie o dużym natężeniu ruchu szybciej stają się "czarne" => i jest to właśnie "dostarczanie ciepła do zapoczątkowania reakcji topnienia lodu (śniegu, bo śnieg to lód)). Dodam, że sypanie soli jest o wiele bardziej ekologiczne, niż w przeszłości sypanie mieszanką piaskowo-solną, w której "trafiało" ok. 35gramów soli/m2 wobec max 15gramów z solarek. Mógłbym tu pisać więcej ale brak miejsca na tak długie komentarze. polecam przeczytać: http://www.zlotowskie.pl/index.php?id_t=6247
Dodam, że szkodliwe działanie soli na środowisko jest też znacznie wyolbrzymione! No bo czy widzieliście gdziekolwiek wypaloną trawę czy uschnięte od soli drzewa przy drodze? Ja nie! Nawet robiłem własne doświadczenia z solą i twierdzę, że np. trawy rosną znacznie lepiej po "potraktowaniu" ich solą! Ale to już inny temat do dyskusji..
"to nie sól powoduje korozję a woda, którą ta sól zatrzymuje!"
chodziło mi o to, że wykorzystanie soli przyczynia się m.in. do korozji, ale oczywiście, za korozję odpowiada roztwór soli (co zresztą widać na fot 1).
"Jest bzdurą, że po posypaniu solą temperatura się obniża do -21 stopni (jeżeli chodzi o drogi)."
Nie napisałem, że musi - może- wszystko zależy od ilości procentowej rozpuszczalnika i substancji rozpuszczanej. Jak również zależy, czy badamy temperaturę na całkowitej powierzchni, czy też w miejscu posypania. Najniższa temperatura w takim układzie panuje w tym miejscu, gdzie została wysypana sól. To czy cała objętość mieszaniny osiągnie jednakową, najniższą możliwą temperaturę, czy też będzie ona tylko miejscowa, zależy np. od szybkości zalewania całego obszaru przez powstały ze śniegu i soli roztwór wodny.
"To jest temp. KRZEPNIĘCIA mieszanki solno-lodowej a nie temperatura topienia!"
Tak się składa, że posypanie śniegu czy lodu solą doprowadza do zmniejszenia miejscowej temperatury (niekoniecznie do -21 stopni)- wystarczy samemu zrobić eksperyment- ja nawet szczególnie nie zwracałem uwagi na skład procentowy mieszanki śniegu i soli, a uzyskałem temp. -21 stopni.
"To może autor wyjaśni, dlaczego po ok. 15-30 minutach od posypania solą snieg na jezdni się topi?!" proces jest wyjaśniony. topienie zaczyna się od razu, a nie po 15-30 min. Po takim czasie, jaki pan podał, dopiero są widoczne ilościowe oznaki topienia. Szybkość zależy od temperatury śniegu (prędkość dyfuzji), od czynników zewnętrznych, takich jak ruch samochodowy, który ułatwia rozprowadzanie (ciekłego) roztworu soli pomiędzy resztą śniegu, czy lodu (na prędkość również wpływa tarcie opon o mieszankę).
"Skuteczne działanie soli to -7 stopni (-6 wg GDDKiA) ale sól działa jeszcze do ok. -15 stopni lecz w stopniu wolniejszym."
coś w tym sprzecznego? Im niższa temperatura, tym topienie, rozprowadzanie roztworu wolniejsze. Także proszę zauważyć, że, np przy zbyt dużych opadach śniegu topienie może zostać ograniczone (spowolnione) a nawet z zewnątrz zatrzymane.
"Dodam, że sypanie soli jest o wiele bardziej ekologiczne, niż w przeszłości sypanie mieszanką spiaskowo-solną, w której "trafiało" ok. 35gramów soli/m2 wobec max 15gramów z solarek."
to wszystko zależy ile w mieszance będzie soli- to zależy od zarządcy od spraw odśnieżania danej drogi. Nie można powiedzieć, że mieszanka piaskowo solna była mniej ekologiczna niż sypanie samą solą, tylko z tego powodu, że ktoś akurat uważał, iż takie akurat proporcje są odpowiednie. Dokładanie piasku ma swoje zalety.
"To może autor wyjaśni, dlaczego po ok. 15-30 minutach od posypania solą snieg na jezdni się topi?!"
Nie zawsze coś, co jest cieczą musi mieć temperaturę powyżej zera- powstały roztwór soli nie zamarza, bo temperatura topnienia takiej mieszanki jest niższa niż temperatury topnienia tworzących ją składników (soli- kilkaset stopni, i wody- 0 stopni).
Przytoczona tutaj temperatura minimalna -21 stopni mówi o tym, że do takiej temperatury mieszanka soli i śniegu będzie tworzyć roztwór (śnieg będzie się topił). Druga sprawa, to brak widocznej efektywności i natychmiastowego działania poniżej temperatur podanych na GDDKiA. Nie widzę więc żadnej sprzeczności.
1. "Nie napisałem, że musi - może- wszystko zależy (...) - ale Pan napisał! Czytelnik nie będzie się zastanawiał, czy jest tam słowo "musi" czy nie!
2. "wystarczy samemu zrobić eksperyment" - mówny o faktach, jakie zachodzą na drodze (nawierzchni jezdni). a nie o eksperymentach!
3. "topienie zaczyna się od razu, a nie po 15-30 min." - WIDOCZNE efekty dla przeciętnego kierowcy są mniej więcej po takim właśnie czasie
4. "także proszę zauważyć, że, np przy zbyt dużych opadach śniegu topienie może zostać ograniczone" - dlatego ZAWSZE najpierw się wysyła pługi i odśnieża a dopiero potem wysyła solarki.
5. "to wszystko zależy ile w mieszance będzie soli" - pracuję w drogownictwie 29 lat - zawsze dawało się tyle soli, by mieszanka po prostu NIE ZAMARZŁA i w przeliczeniu na m2 taka właśnie ilość soli jest optymalna. Oczywiście, że mieszankę tworzyło się "na oko" więc pewne różnice mogły być (zresztą, użyłem "ok."). Zmarzniętego piasku nie dało się po prostu sypać ze względu na zbrylenie.
6. "Nie zawsze coś, co jest cieczą musi mieć temperaturę powyżej zera-" - to chyba jasne, morze też nie zamarznie w temp. np. -2 stopnie (myślę o temp. wody morskiej), a wóda to nawet w zamrażalniku mi nie zamarzła! :) (dla informacji: 40% etanol zamarza w temp. -22,8 st.C)
"Nie napisałem, że musi - może- wszystko zależy (...) - ale Pan napisał! Czytelnik nie będzie się zastanawiał, czy jest tam słowo "musi" czy nie!"
"że sypiąc sól na śnieg mający np. -1 stopień mogą obniżyć temperaturę aż do -21 stopni," - jest słowo "mogą" nie "muszą"; oraz "ze śniegu (lodu) o temperaturze 0 stopni można uzyskać aż -21 stopni." tutaj tak samo: "można".
-----
skupiłem się tu na prywatnych osobach i obniżaniu temperatury podczas procesu oddziaływania soli na śnieg/lód. Jakbym się rozwodził na temat odśnieżania dróg, to bym żadnych linków nie podawał
"polecam przeczytać: http://www.zlotowskie.pl/index.php?id_t=6247"
a oto fachowy fragment:
"Trochę fizyki.
Sól - mówiąc kolokwialnie - topi lód..."
"a przy ok. -15 kończą się możliwości działania soli"
nadal następuje topienie, ale trwa bardzo, bardzo powoli, więc jest dla nas nieprzydatne
1. "a oto fachowy fragment: "Trochę fizyki. Sól - mówiąc kolokwialnie - topi lód..." - proponuję autorowi sprawdzić, co oznacza słowo "kolokwialnie"! Jak nie wie - podaję adres: http://pl.wikipedia.org/wiki/Kolokwializm
2. "nadal następuje topienie, ale trwa bardzo, bardzo powoli, więc jest dla nas nieprzydatne" - tu się zgadzam, jednak mówimy o drogach; więc ważniejsza jest druga część tego zdania, dlatego napisałem granicę -15, zresztą z dodatkiem ok. (proszę zauważyć).
"To wyłącznie zjawisko laboratoryjne."
pierwszy lepszy pojemnik, zwykły śnieg, sól i termometr to sprzęt laboratoryjny?
-----
"Nawet robiłem własne doświadczenia z solą i twierdzę, że np. trawy rosną znacznie lepiej po "potraktowaniu" ich solą! "
A co ze zwierzętami? Np. tymi malutkimi? Posypał pan kiedyś solą dżdżownicę lub ślimaka? Przyznam, że jak byłem mały, to sprawdzałem i wiem jak się taki zwierz w kontakcie z solą zachowuje...
I tak jeszcze nawiaskiem - sól jodowaną, jaka jest na zdjęciu raczej na drogi się nie sypie... Lepiej na zdjęciu było umieścić chlorek wapnia (w Polsce używa się właściwie tylko do sypania na autostradach w niskich temperaturach), który można kupić w pobliskim Aschuan - Komorniki za 2,60 zł/kg.
Celem tego artykułu nie było przedstawienie sytuacji na drogach (sypanie środkami chemicznymi, odśnieżanie)- to był tylko krótki wstęp.
Chciałem się tutaj głównie skupić na samym zjawisku obniżania temperatury podczas oddziaływania soli (chlorku sodu) na śnieg, lód.
Chciałem zwrócić uwagę nie na drogowców, ale na osoby prywatne, które często przesadzają ze solą- a często sypią sól kuchenną, bo ją akurat mają pod ręką (np. gdy znienacka pojawił się śnieg, lód- co ich zaskoczyło).
Nie?! No to proszę jeszcze raz, powoli przeczytać tytuł artykułu! Moim zdaniem, jest jednoznaczny.