Warum setzt Salz den Gefrierpunkt herab?

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Wie verändert Salz den Gefrierpunkt?
Warum sinkt die Temperatur wenn man auf Eis Salz gibt?
Warum kühlt Salzwasser besser?
Warum benutzt man Salz im Winter?

Der Versuch im Überblick
Eine Kältemischung mit Wasser, Eis und Salz herstellen.

Alltagsbezug zur Welt der Kinder

gestreutes Salz auf den Straßen, um sie vom Eis zu befreien
schnelles Zufrieren von Pfützen, Seen und Flüssen, langsames Gefrieren von Salzwasser im Meer
Entdecken der Kühlfunktionen von Kühltaschen, Kühlakkus und elektrischen Geräten, wie Kühlschrank und Tiefkühltruhe

Benötigte Materialien

Topf
Becher, Gefäße, Verpackungen, die sich gut eignen, um Eiswürfel herzustellen (Achtung: kein Glas)
Wasser
Salz (Sorte egal)
Thermometer
Löffel

Die Versuchsabfolge

Becher, Gefäße, Verpackungen mit Wasser füllen und ins Tiefkühlfach stellen, eine Nacht ruhen lassen
Becher, Gefäße, Verpackungen aus dem Tiefkühlfach nehmen, Eis herauslösen und zerstoßen
Topf mit kaltem Wasser füllen, zerkleinertes Eis hinzugeben
Thermometer in die Wasser-Eis-Mischung stellen, Mischungstemperatur etwas oberhalb von 0 °C stellt sich ein
gegebenenfalls immer wieder etwas Eis nachgeben, um die Mischung „kühl“ zu halten
Salz zur Mischung dazu geben und gut verrühren, immer wieder etwas Salz nachgeben
Thermometer in die Wasser-Eis-Salz-Mischung stellen, Temperatur sinkt auf unter 0 °C

Das steckt dahinter
Der Gefrierpunkt von Wasser liegt bei 0 °C. Wird zum Wasser noch Eis und Salz zu einer sogenannten Kältemischung dazu gegeben, wird die Mischung von alleine kälter und der Gefrierpunkt, der zuvor bei 0 °C lag, sinkt weiter ab. Es gilt, je mehr Salz im Eiswasser gelöst wird, desto niedriger wird der Gefrierpunkt. Da nur eine endliche Menge Salz in einer bestimmten Menge Wasser gelöst werden kann, liegt der niedrigste Gefrierpunkt einer gesättigten Salzlösung bei etwa bei -21 °C. Durch Hinzugabe von Salz wird aus dem Eis der Kältemischung ständig neues Wasser gebildet. Für diesen Prozess wird Energie benötigt. Diese, zunächst fehlende Wärmeenergie holt sich die Kältemischung aus sich selbst und wird dadurch „einfach kälter“.
Der Kühlschrank hingegen benötigt zum Funktionieren elektrischen Strom. Er braucht also Energie von außen, um Lebensmittel kalt zu halten.

Ideen zum Weiterforschen

Nachdem der Gefrierpunkt des Eiswassers durch Salz erniedrigt wurde, wird nun nachgewiesen, dass die Kältemischung erst bei weit niedrigeren Temperaturen als reines Wasser gefriert. Dazu werden sowohl die Kältemischung als auch das reine Wasser jeweils in einen Becher gegeben. Beide werden über Nacht ins Tiefkühlfach gestellt. Am nächsten Tag kann gut beobachtet werden, dass das reine Wasser gefroren und die Kältemischung noch flüssig ist.

Die Termine für die Fortbildungen zu „Forschen mit Wasser“, „Forschen mit Sprudelgas“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender.

Kältemischung (PDF)

19. Februar 2019

Wie verändert Salz den Gefrierpunkt?

Die Zugabe von Salz zu Wasser verhindert zudem, dass Wassermoleküle bei unter 0 Grad Eiskristalle aufbauen, denn die Salzlösung gefriert erst bei geringeren Temperaturen (bei minus 21,3 Grad). Dadurch sinkt der Gefrierpunkt des Wassers.

Warum sinkt die Temperatur wenn man auf Eis Salz gibt?

Durch Hinzugabe von Salz wird aus dem Eis der Kältemischung ständig neues Wasser gebildet. Für diesen Prozess wird Energie benötigt. Diese, zunächst fehlende Wärmeenergie holt sich die Kältemischung aus sich selbst und wird dadurch „einfach kälter“.

Warum kühlt Salzwasser besser?

Fakt 2: Gibst du Salz ins Wasser, wird der Gefrierpunkt des Wassers herabgesetzt. Eine gesättigte Kochsalzlösung, wie beispielsweise unser Sprühsalz, friert erst bei -21 °C. Dieses Salzwasser kann so theoretisch kälter werden als Eis, ohne sich zu verfestigen, und entwickelt damit eine sehr starke Kühlwirkung.

Warum benutzt man Salz im Winter?

Das Salz verhindert nicht nur, dass die nassen Strassen gefrieren, sondern sorgt auch dafür, dass der bereits gefallene Schnee und das Eis langsam schmelzen. Dies funktioniert jedoch nur solange die Salz-Konzentration genügend hoch ist.