von Julie Pollock , The Conversation
Brrr … ist das kalt da draußen! Kinder strömen vor den Fernseher in der Hoffnung, zu hören, dass es einen Schneetag geben wird; die Brot- und Milchregale in den Lebensmittelläden sind wegen des bevorstehenden Schneesturms leer; und Versorgungsfahrzeuge sind unterwegs, um Salz oder Salzwasser auf die Straßen zu sprühen.
Wir alle wissen, warum die ersten beiden Dinge passieren – Kinder freuen sich auf einen schulfreien Tag mit heißer Schokolade und Schneemännern. Die Erwachsenen decken sich mit dem Nötigsten ein. Aber was hat es mit den Lastwagen auf sich?
Sie arbeiten, um die Autofahrer vor Glätte zu schützen, indem sie Steinsalz oder eine Salzwasserlösung versprühen, um die Eisbildung zu verhindern. Dieses Salz ist dem Salz auf Ihrem Esstisch sehr ähnlich – es ist das gleiche Natriumchlorid, NaCl. Es gibt einige spezielle Mischungen, die andere Salze enthalten – wie Kaliumchlorid (KCl) und Magnesiumchlorid (MgCl) – aber sie werden nicht so häufig verwendet.
Streusalz ist nicht so rein wie das, was Sie für Ihr Essen verwenden; es hat eine bräunlich-graue Farbe, die meist auf mineralische Verunreinigungen zurückzuführen ist. Wenn dieses Salz über den Abfluss in die Umwelt gelangt, kann das einige unbeabsichtigte Folgen haben, einschließlich negativer Auswirkungen auf Pflanzen, Wassertiere und Feuchtgebiete.
Aber es ist eine billige und wirksame Methode, um Straßen vor Eis zu schützen, und zwar aufgrund eines einfachen wissenschaftlichen Prinzips: der Gefrierpunktserniedrigung von Lösungen. Der Gefrierpunkt von reinem Wasser, also die Temperatur, bei der es zu Eis wird, liegt bei 32 Grad Celsius. Bei Schnee, Schneeregen oder gefrierendem Regen und einer Bodentemperatur von mindestens 32 Grad Celsius bildet sich also festes Eis auf Straßen und Gehwegen.
Wird das Wasser jedoch mit Salz gemischt, liegt die Gefriertemperatur der Lösung unter 32 Grad Celsius. Das Salz behindert die Fähigkeit der Wassermoleküle, feste Eiskristalle zu bilden. Der Grad der Gefrierpunktserniedrigung hängt davon ab, wie salzig die Lösung ist.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Salz in einer Lösung mit flüssigem Wasser sein muss, damit dieses Prinzip befolgt wird. Deshalb sprühen viele Städte eine Salzlösung, bevor sich Eis bildet.
Salz, das auf das Eis gestreut wird, ist darauf angewiesen, dass die Sonne oder die Reibung der Autoreifen, die darüber fahren, das Eis zunächst zu einem Schneematsch schmelzen, der sich mit dem Salz vermischen kann und dann nicht wieder gefriert. Bei der Vorbehandlung mit festem Salz ist man darauf angewiesen, dass die wärmere Straßenoberfläche den Schnee oder gefrierenden Regen zunächst zum Schmelzen bringt, damit er sich mit dem Salz vermischen kann. Das ist auch der Grund, warum die Vorbehandlung von Brücken – die kälter sind als andere Straßen – in der Regel nicht funktioniert und warum man Schilder mit der Aufschrift „Brücke gefriert vor Straße“ sieht.
Diese Salzlösungen senken die Gefriertemperatur von Wasser auf etwa 15 Grad Celsius. Für Menschen, die mit wirklich eisigen Temperaturen konfrontiert sind, wird die Behandlung mit Salz das Eis auf ihren Straßen also leider nicht beseitigen.
Eine alternative Strategie, die bei diesen niedrigen Temperaturen angewandt wird, ist das Aufbringen von Sand auf das Eis. Sand verändert die Schmelztemperatur nicht, sondern bietet lediglich eine raue Oberfläche für die Reifen, um ein Ausrutschen zu verhindern.
Die Wissenschaft der Gefrierpunktserniedrigung lässt sich auf jede Lösung anwenden, und viele Forschungsgruppen haben sich auf die Entwicklung von Alternativen mit weniger negativen Umweltauswirkungen konzentriert. Dazu gehören Zusatzstoffe wie Melasse und Rübensaft. Vielleicht kannst du dich also darauf freuen, nach einem Winterspaziergang nicht nur weißes Salz von der Unterseite deiner Jeans zu waschen, sondern auch rosa Salz.
Zur Verfügung gestellt von The Conversation
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