Tuz buzu neden ve nasıl eritir? işte açıklaması.

0
154

Buz tutan yollara neden tuz dökülür?

Kışın daha ilk kar yağıp da, cadde ve sokakları kaygan ve tehlikeli yapınca, birçok şehirlerde derhal belediyenin kamyonlarının geldiği ve her tarafa kum, cüruf ve son zamanlarda özellikle tuz serptikleri görülür. Tuz buzun üzerine düşer düşmez, sıfır altı -1° sıcaklıklarda bile bütün buz ve kar tabakası derhal artık pek tehlikesi olmayan bir karışıma dönüşürler.
Gerçi bu eriyik otomobillerin demir akaamına pek hoş gelir cinsten değildir, çünkü o yoğun bir tuz eriyiğidir ve demir saçları yer.
Fakat tuz amacına erişmiştir: Buz erimiş ve korkulan kayganlığı kalmamıştır.
Acaba bunun sebebi nedir ?

Neden buz, tuz ile temasa gelince böyle çabukça erimektedir?

Bunun böyle olduğunu kışın kendimizde deneyebiliriz : Bahçe veya sokaktan biraz kar veya buz alır, bir bardağın içerisine koyun, ayrıca ona bir kaşık dolusu da tuz ilave eder ve kuvvetle karıştırınız.

Biraz sonra bütün buzun erimiş olduğunu görürüz. Bu eriyiğin, içerisine eksi dereceleri de gösteren bir termometre sokarsak, sıcaklığının -10° ye düştüğünü görürüz.
Böylece bir çeşit «soğuk karışım» el de etmiş olduk.

Tuzun sudaki eriyiği sıfırın altı 10 de bile daha sıvı halindedir; yani, 0, bilindiği gibi 0° de donan saf suyun donma noktasının altında donmamaktadır.

Bunun sebebi nedir?
Bunu açıklayabilmek için suyun buhar eğrisine bir göz atalım.

Acaba su ne zaman donar ? Cevap basittir: Su, buhar basıncı, katı buzun buhar basıncına eşit olduğu zaman donar, bunun için bir şeklin içine katı buzun buhar basınç eğrisini çizmeliyiz.

Saf su ile tuz eriyiğinin eğrilerinin buz eğrisini kestikleri noktalar donma veya katılaşma noktalarını verir. Saf su da bu tam sıfır noktasındadır ve saf su tam bu derecede
katı buz durumuna girer. Bununla suyun neden donduğunu anlamış oluruz. Fakat bunun tuz ile ilgisi olduğunu daha bilmiyoruz. ilişki gene buhar basınçları üzerinden meydana çıkacaktır. Bir sıvı içinde bir tuz eritilirse, eriyiğin buhar basıncı daima saf sıvının buhar basıncından azdır. Eritilen tuz miktarı ne kadar fazla olursa, buhar basıncının alçalması adı verilen şey de o kadar fazladır. Belirli bir miktar tuz kapsayan bir eriyik, daima saf suyunkinin altında kalan bir buhar basınç eğrisine sahiptir, fakat öte yandan da onunla aynı şekildedir. Şekilde tuzun suda eritilmiş böyle bir eriyiğinin buhar basınç eğrisini beraber gösterdik. Şimdi bundan derhal iki önemli gözlem yapabiliriz,
ilk önce eriyik yeni buhar basınç eğrisinin bir atmosferlik basınç çizgisine saf sudan oldukça daha yüksek bir sıcaklıkta erişir. Bunun anlamı da eriyiğin ancak daha yüksek bir derecede kaynayacağıdır. Kaynama noktasının yükselmesi ortaya çıkmış olmaktadır. Yani bizim tuz eriyiğini ısıttığımız takdirde o, 100 tun az veya çok üstünde kaynayacaktır! öte yanda, ise eriyiğin buhar basınç eğrisi buzun buhar basınç eğrisini, saf suyunkine nazaran çok daha derin bir noktada keser: Eriyik sıfır derecenin çok altında donar. Böylece donma noktasının bir düşüşü ile karşı karşıya gelmiş oluyoruz. Bizim tuz eriyiğimiz 0° nin altında da daha donmayacaktır ve sıvı olarak durumunu muhafaza edecektir. İşte tuzun buzu «yemesinin» sebebi de budur. Bir eriyik meydana gelmiştir, bunun saf suyunkine nazaran daha düşük bir buhar basıncı vardır ve bu yüzden de saf suyun donma noktasının altındaki noktalarda ancak katılaşır. Sokakta ki buz bir tuz eriyiği halini alır ve sıvı olarak kalır, o ancak -20′ nin altındaki sıcaklıklarda donacaktır ki, bundan pek fazla korkumuz yoktur.

Şekilde gösterilen basit denememizde buzun nasıl eriyerek bir tuz eriyiği haline
girdiğini görmüştük. Aynı zamanda bu eriyiğin oldukça da soğuduğunun farkına varmıştık. Acaba bu olayın sebebi nedir? Tabli tuz buz içinde erimek zorundadır bu da kendiliğinden olmaz, çünkü tuz molekülleri kendi moleküllerinin sabit bağından koparılıp su içine dağıtılmalıdır. Bunun için ise enerjiye ihtiyaç vardır, bu da ısı olarak çevreden alınır ve böylece eriyik daha da soğur. Buna «erime ısısı» kullanılıyor deriz. Bu etkiyi bir kaşık tuzu bir bardak su içinde eritirken de fark ederiz : Bardağı tutarak içindeki suyun soğumuş olduğunu anlarız. Bu etkiden faydalanılarak çok defa soğutucu kanşmaçlar üretilir. Bunlar, önemli bir erime ısısı harcayan ve bu yüzden de erirken kuvvetle soğuyan böyle tuzların yoğun eriyiklerinden başka bir şey değildir. Tuz ile çok güzel soğutucu kanşmaçlar elde etmek kabildir, sokağa serpilen tuz gerçi buz ve kan eritir, fakat oluşan sıvı karışmacıda kuvvetli surette soğtur. Fakat kanşmaç sıvı durumunda kaldığı sürece otomobil sürücüsü onunla ilgilenmez.

Son olarak acaba neden sıvılaşma husule geliyor, sorusu akla gelebilir.

Tuz katı buz üzerine atılmıştır, sıvı halinde su ortada yoktur ve bir eriyik nasıl oluşabilir ? Ve böyiece de açıkladığımız olay, bir eriyik olmadığı sürece, nasıl meydana gelebilir ? Böyle bir eriyiğin meydana gelmesi de ortada sıvı halinde su bulunmadıkça nasıl kabil olabilir?
Bunun cevabını Evre Kuralı adı verilen başka bir kanun verir, önümüzdeki durumda safha, evre olarak katı tuz, katı buz, eriyik ve buharı alırız. Bu kanun belirli sıcaklıklarda hangi safhaların yan yana bulunacağı hakkında kesin hükümler ortaya koymuştur. Şekilde bu açıklamak istediğimiz sistem için gösterilmiştir.
Şekildeki çizgiler belirli fazların birbirinden farklı olan varlık bölgelerini kesmektedir. Böylece şu ilişkiyi görürüz: katı buz + katı tuz yalnız —21 den aşağıda kabildir. Yukarıda tahmin edildiği şekilde katı buzun üzerine katı tuzun serpilmesiyle, eriyik olmadığından hiç birşeyin meydana gelmemesi hali yalnız —21° nin altında kabildir. Daha yüksek sıcaklıklarda ise durum, şekilde gördüğünüz gibi büsbütün başkadır. Eski 10° civarında olan bir sıcaklık alalım. Tuz miktarı az olduğu takdirde diyagramın tamamiyle solundayız, orada eriyik -f buz bileşimi kabildir. Yalnız katı buz varsa onun derhal tamamiyle erimesi lazımdır, ki kanunun hükmü yerine gelsin. Tuz yoğunluğunu arttırırsak, yalnız eriyiğin var olabileceği bir bölgeye gelmiş oluruz: burada tuz erimek zorundadır. Daha sağa gidersek, o zaman eriyik + katı buz var olma bölgesine erişmiş oluruz. Böylece bütün bölgelerde eriyiğin bulunması gerektiğini görürüz. itşc —21° nin üzerinde kaldığımız sürece, katı buzun katı tuzun içinde eriyeceğinin nedeni budur, buza kanuna uymak için erimekten başka bir çare kalmamaktadır.

Dünyada her yıl binlerce ton tuz yerlere dökülür. Tabiatiyle bu sayede birçok kazaların önü alınır, fakat öte yandan da otomobilin alt kısımları daha çabuk eskir ve tamire ihtiyaç gösterir. Tuz serpmek iki taraflı bir kılıç olmuş olur. Bu yüzden tuz büyük bir dikkat ve özenle ve yalnız özellikle lüzumlu yerlere serpilmelidir ve ancak donma tehlikesi olduğu sürece.

Kimler Neler Demiş?

Bildir
avatar