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Propriedades coligativas
A água é um solvente, o que significa que é um líquido capaz de dissolver sólidos em solução. Mais especificamente, a água é um solvente polar, melhor na dissolução de sais e outras moléculas carregadas. Quando um solvente, polar ou não, dissolve uma quantidade significativa de sólidos, o aumento de moléculas contidas na solução começa a ter um impacto nas propriedades físicas desses solventes. Essas propriedades afetadas são conhecidas coletivamente como "propriedades coligativas" do solvente. As propriedades coligativas dependem apenas do número total de partículas individuais. O tamanho atômico e molecular não influencia o efeito observado.
Para a água, uma propriedade coligativa bem conhecida é uma diminuição na temperatura do ponto de congelamento. Assim, em temperaturas sub-congelantes, as pessoas jogam sal (especialmente cloreto de cálcio) no chão ao redor da entrada para impedir ou remover o gelo. O sal está se dissolvendo em íons cálcio e cloreto na água, permitindo que este permaneça líquido nas temperaturas mais baixas e mais baixas.
Por que cloreto de cálcio?
A maioria dos sais de metais alcalinos e de metais alcalinos não tóxicos é composta por dois íons - um íon metálico carregado positivamente e um íon halogeneto carregado negativamente. Por exemplo, uma molécula de sal de mesa (NaCl) se dissolve em um íon sódio e um íon cloreto. O cloreto de cálcio, no entanto, consiste em um íon cálcio e dois íons cloreto. Quando o cloreto de cálcio se dissolve, três íons são criados - 50% a mais que o sal de mesa. Mais partículas em solução significam um efeito maior nas propriedades coligativas da água. Assim, o cloreto de cálcio evita que a água congele em gelo perigoso em uma faixa maior de temperaturas.
Geração de calor
Além de impedir que a água congele a baixas temperaturas, o cloreto de cálcio ajuda a derreter o gelo. Quando combinado com água, o cloreto de cálcio seco se dissolve exotermicamente. Isso significa que cada molécula de sal libera energia quebrada da ligação iônica nas moléculas de gelo circundantes na forma de energia térmica. Essa energia de "calor" aumenta a temperatura ao redor o suficiente para derreter o gelo, o que cria mais água para o sal seco se dissolver exotermicamente.