Wetterthema Wie funktioniert Streusalz?
Im Winterdienst hat sich der Einsatz von Streusalz bewährt. Vor allem bei Temperaturwerten nur leicht unterhalb des Gefrierpunkts erfüllt es sehr gut seinen Zweck. Doch wie ist seine Wirkung physikalisch zu erklären?
Unter normalen Bedingungen gefriert reines Wasser bei einer Temperatur von 0 Grad Celsius. Gibt man in Wasser einen beliebigen darin lösbaren Stoff, wie beispielsweise Kochsalz (chemische Bezeichnung: Natriumchlorid), so erniedrigt dies den Gefrierpunkt der Lösung. Der Grund ist, dass sich die Salzteilchen an die Wassermoleküle binden. Während des Gefrierens, das heißt beim Übergang von der flüssigen zur festen Phase, ordnen sich die vormals frei beweglichen Wasserteilchen zu einem starren Kristallgitter, in dem die Salzteilchen keinen Platz mehr haben. Sie müssen daher erst abgestoßen werden. Dies stört jedoch den Gefriervorgang. Je höher die Konzentration der Lösung ist, desto niedrigere Temperaturen sind notwendig, um das Wasser zum Erstarren zu bringen.
Dies erklärt warum Salzwasser erst bei Temperaturen unter Null Grad gefriert, aber noch nicht, weshalb Streusalz das Eis auf der Straße zum Schmelzen bringen kann. Dazu muss man sich ansehen, was auf mikroskopischer Ebene an der Oberfläche eines Eiskristalles geschieht: Von dort können sich immer wieder einzelne Wassermoleküle aus dem Kristallverbund lösen und einen feinen Flüssigwasserfilm bilden, der das Eis umhüllt. Da ebenso fortwährend Wassermoleküle aus dieser hauchdünnen Schicht in den Kristall zurückkehren und wieder erstarren, taut das Eis allerdings nicht sichtbar. Vielmehr stellt sich quasi ein Gleichgewicht zwischen "Schmelzen" und "Gefrieren" ein.
Kommen nun Salzteilchen mit der Wasserhaut in Berührung, so können sie einige der frei beweglichen Wassermoleküle binden und am Zurückkehren in den Eiskristall hindern. Dadurch wird die Zahl an Wassermolekülen, welche der Eiskristall pro Zeiteinheit aufnimmt kleiner, während er weiterhin unverändert viele davon in die Gegenrichtung verliert. Es ergibt sich somit ein Ungleichgewicht, welches den Eiskristall zum Schrumpfen bringt. Diesen Effekt macht man sich beim Einsatz von Streusalz auf bereits glatten Straßen und Wegen zu Nutze.
Dienstag, 12. Dezember 2023 (Erscheinungsdatum)