Fest und fest ergibt flüssig!

Beobachtung:

Eis kann mit Salz zum Schmelzen gebracht werden. Werden Salze wie NaCl (Natriumchlorid = Kochsalz) oder CaCl₂ (Kalziumchlorid) auf Eis gestreut, beobachtet man, dass sich festes, scheinbar trockenes Eis verflüssigt.

Die Theorie dazu:

Eis steht in einem dynamischen Aggregatzustands-Gleichgewicht mit flüssigem Wasser:

Wassereis (fest) + Energie <-> Wasser (flüssig)

Gibt man nun Salz hinzu, so löst es sich in dem flüssigen Wasser an der Eisoberfläche. Dabei werden die Ionen des Salzes von Wassermolekülen umgeben. Umgekehrt werden aber auch die Wassermoleküle gehindert, bei 0 °C wieder ein Eiskristallgitter aufzubauen. Auf diese Art wird das Wasser dem Gleichgewicht entzogen und muss ständig aus dem festen Eis entsprechend der Gleichgewichtslage nachgebildet werden. Dabei verflüssigt sich das Eis.

Salz für sichere Straßen:

Zur Bekämpfung von Glatteis wird sehr oft Salz gestreut, doch muss man dabei auf die Temperatur achten:

Lösen von Salz erfordert auch Energie (genannt Lösungswärme), diese entzieht die Lösung quasi sich selbst. Man kann daher eine starke Abkühlung der Salzlösung an der Oberfläche bis auf 21,3 °C beobachten. Unterhalb dieser Temperatur löst sich kein Kochsalz mehr auf, wenn es sich in Kontakt mit dem Eis befindet. Somit kann es dem Gleichgewicht auch kein Wasser mehr entziehen, und das Eis bleibt gefroren.
Deshalb nützt ab dieser Temperatur das Streuen von Natriumchlorid nichts mehr. Eine Alternative ist das umweltneutralere Calciumchlorid CaCl₂, da dessen konzentrierte Lösungen erst ab 55 °C gefrieren.

Allerdings fördert Salz stark die Korrosion von Eisen. Damit rosten die Autos rascher. Da auch die Bäume und Pflanzen unter dem Salz leiden und sogar die Hunde wunde Pfoten bekommen, verzichtet man zunehmend auf das Streuen von Salz. Um das Eis sicherer zu machen, können wir auch Kiesel streuen, der die Reibung erhöht.

Eisig kaltes Meerwasser:

Salziges Meerwasser kann man weit unter 0 °C, dem Gefrierpunkt von reinem Wasser, abkühlen, ohne dass es gefriert. Dennoch ist es am Nord- und Südpol kalt genug, dass die Wasseroberfläche zufriert und das Eis, das aus dem Salzwasser auskristallisiert, ist reines Süßwasser.