塩が凍らないのは・・・

Question

塩水はなぜ凍らないのですか？

aster · Accepted Answer

みなさんが述べておられるように、必ずしも凍らない訳ではないです。

ただ、忘れているというか、例えば、北極の氷山などは、海水が凍ってできたものですが、あの氷を舐めると、海水の味がするのかというと、わたしは舐めたことがないので知りませんが、そんなに海水の味がしないはずです。

純粋な水の氷でなく、塩も入っているでしょうが、その分量は少なく、真水の氷に近いはずです。（結晶として普通にできる海氷は、－１．８度Ｃで「真水」が凍り始めてでき、その後、塩の成分が氷ができて行く途中で逃げそこなって、氷の内部に閉じ込められるという説明が出ています）。

これは、海水あるいは食塩水が凍るとき、ほぼ純粋な水の部分が選択に塩を排除して凍るからで、温度が下がって行くと、次に，低い食塩濃度の水溶液が凍り、もっと温度が下がると、もう少し濃い濃度の食塩水が凍るということでしょう。しかし、海などの場合だと、ある程度温度が低ければ、塩を排除した真水部分で氷になって行くので、海水が凍る必要がないのでしょう。

冷蔵庫で、食塩水を凍らせても当然同じことになり、できた氷は、真水の氷か、それによく似ています。凍っていない水の部分の食塩の濃度がずっと濃くなります。氷のなかに入らず排除された塩が、残った食塩水のなかに残るからです。

塩水が凍らないまたは凍りにくいのは、水に塩の分子が混じってできた塩水は、真水に比べて、エントロピーが高いためで、これは、無秩序性が大きいということです。

比喩的な話ですが、物体は温度を上げると、無秩序性が高くなります。物体の温度を上げるにつれ、個々の分子のランダムな運動が増えてくるからです。食塩水の方が、複雑な分子になっているので、同じ温度でも、真水と比べると、無秩序性が高く、エントロピーが高いのです。

凍るということは、固体の結晶になるということで、結晶は、原子が規則正しく並んでいる状態で、秩序性が高くなります。塩水を結晶にするのと、真水を結晶にするのでは、塩水の方が無秩序性が高いので、より熱を奪い、温度を下げないと結晶にならないのです。

塩を構成するナトリウムと塩素を加えて、水が結晶を作るより、水だけの結晶の方が、できやすいのです。当然、温度も、食塩水が結晶するよりも、高い温度で結晶します。しかし、それでも、食塩水だと、そのなかの真水だけが結晶して氷になろうとしても、０度Ｃでは無理で、もう少し低い温度で凍るのです。

先に真水が氷になって行くので、食塩水が氷になるのは、後回しになるということです。氷山などが、海水の氷でなく、幾分かなかに塩を含んでも、ほぼ真水の氷に近いのは、そういうことです。

＞無題
＞http://www.ohotuku26.or.jp/organization/center/koza/koza04.htm

参考URL：http://www.ohotuku26.or.jp/organization/center/koza/koza04.htm

emac · Answer

沸点上昇度やモル沸点上昇は質量モル濃度に比例します。
水の場合はモル凝固点降下が１.８５８です。
ようするに塩でなくても水に物が溶けると凍る温度が下がります。
ちなみに塩（NaCl）は水に溶けるとイオン分解されるので
５.８５ｇを水１ｋｇに溶解した場合は０.２［ｍｏｌ/ｋｇ］になり、
凝固点が、－０．３７１６度になります。

soriru · Answer

日常生活では凍りません。
凍らないほうが安定だからです。

考え方としては
　高いところにある石が落ちるのは
　落ちた状態が安定だから。　　
　砂山が崩れて平になっていくのは
　崩れて乱雑なほうが安定だから。
　コーヒーにミルクを入れると
　きれいに混ざるのは混ざったほうが
　乱雑で安定だから。

基本的にきれいに整列した状態を維持するのには
エネルギーが必要ですね
（怠け者の部屋は乱雑で汚い）
乱雑な状態は維持するのが楽です。
（物事が乱雑な方向に進むことを
　エントロピーが増大する、といいます）

話を戻して
水は純水に近いならば乱雑ではないので
エントロピーは小さい　不安定　変化しやすい

塩水は塩と水が混ざって乱雑
エントロピーは大きい　安定　変化しにくい

塩水が凍るのは水の部分だけ凍るほうが楽なので
日常生活では塩を動かして
純水の部分だけで凍ろうとする、すると
純水は乱雑ではないので不安定
塩水の安定から不安定に変化しにくいので
凍ることができない

だから日常の生活では凍りません
無理にでも凍らせようとするには
―22℃という非日常的温度が必要なのです

70633 · Answer

ちゃんと凍ります。
水に何か他の物質が溶けて、凍る温度が下がることを
凝固点降下といいます。
http://www.kobe-np.co.jp/nie/rika/rika2.htm

参考URL：http://www.geocities.co.jp/Technopolis-Mars/3422/mat33.htm

Hageoyadi · Answer

池の氷は、0℃で凍り始めます。ところが海水は塩分が入っているためなかなか凍りません。これを「氷点降下」といいます。海水1kgの中には、32～33gの塩分が入っており、この濃度ですと－1.8℃になって凍り始めるそうです。また、塩の水溶液では、濃度が濃くなるとともに氷点降下が大きくなり、飽和の塩の水溶液では、－２１．３℃まで凍りません。この塩の氷点降下を利用して、冬期の道路融氷雪剤として、また遠洋漁業での魚の冷凍に塩が使われているんだそうです。

ところが、参考URLのようなページもあって、中学理科はウソつきだと叫びたくなっちゃいますね。

参考URL：http://www.kit.hi-ho.ne.jp/mory/page/nature/water.html

SGR · Answer

塩水も凍りますよ。ただ、０度ではまだ凍りません（凝固点降下）。何度で凍るかは濃度によりけりだったと思いますが、確かどんなに濃度を濃くしても－２２度ぐらいまで冷やせば凍ってしまうはずです。

参考URL：http://www.sc.kochi-u.ac.jp/~tatukawa/edu/mondai/2000/b0sb090/kaisetsu2.html

arumagiro · Answer

海全体が凍らないという事でしょうか？
北極や南極の極地では、海水も凍ると思いますが、いかがでしょうか。
全体が凍らないのは海流などの関係かあるかと。

液体が凍結（凝固）する温度はそれぞれ異なるので、塩水の凍結温度が真水より低いだけかと思いますが、いかがでしょうか。

塩水も冷凍庫に入れれば凍ると思いますよ。
他にもアルコールは凍結温度が非常に低いので、アルコール度の高いものは冷凍庫ぐらいでは凍りません。

例として私の友人はウォッカ（90%ぐらいのやつ）を冷凍庫で保存していますが、まったく凍りませんが。

marimo_cx · Answer

ちゃんと凍ります。
海水だと-8℃位だったかな？
塩分濃度で凝固点が下がるだけで、凍らないということはありません。

塩が凍らないのは・・・

沸点上昇度やモル沸点上昇は質量モル濃度に比例します。

日常生活では凍りません。

ちゃんと凍ります。

池の氷は、0℃で凍り始めます。

塩水も凍りますよ。

海全体が凍らないという事でしょうか？

ちゃんと凍ります。

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