化学はビートジュースが氷と雪を溶かす方法を説明する

グレートホワイトノースでは、吹雪は生と死の問題です。あるいは、少なくとも、それは最近のように見えることです、新しい雪を取り除く方法がいくつかの通りを血まみれの大虐殺の場所のように見せているので。今週アルバータ州カルガリーで、市当局者は塩とビートジュースを混ぜて雪に覆われた通りに行きました。彼らは、塩だけを使うよりも環境にやさしく、費用対効果の高い方法で氷を取り除くことができると言います。

の CBC 火曜日、カルガリーは以前の小規模な試運転が成功したことを証明した後、ビートジュースの使用を拡大していると報じた。雪に覆われた街は、ケベック州とトロントの両方で、ラヴァルやコワンズビルなどの町の足跡をたどっています。これまでは、暴風雨に備えて道路で同様のビートジュースの混合物を使用していました。カルガリーでは、ビートジュースと塩の混合物が、40,000リットルのビートジュースを入れることができる2トントラックから路上に直接スプレーされています。

過剰な量の塩化ナトリウムは、自動車、道路、個人の財産を害するだけでなく、環境にも悪影響を及ぼすので、冬の暴風雨の影響を受けやすい都市は、ここ数年、塩に代わるものを求めています。 2016年、トロントと地域保護局は、魚や虫の個体数の減少は、冬の間は市が塩に頼っていることと関連している可能性が高いと述べました。

そもそも塩がそのような効率的な路面凍結防止剤である理由は、それが周囲の水の凝固点を下げるからです。すべての氷はその表面に液体の水の非常に薄いフィルムを持っています、そして氷の塊がその液体と混合するとき、それは氷点を下げ、それはそれの温度を上昇させます。塩濃度が高くなるにつれて、このプロセスはますます効果的になります。たとえば、10パーセントの塩溶液は華氏20度（-6度）で凍結し、20パーセントの溶液は2度F（-16℃）で凍結します。

分子レベルでは、これは塩の分子が水の分子と点在し、後者が氷を構成する分子結晶に集まるのを難しくするために起こります。これが、イリノイ大学アーバナシャンペーン校の物理学者による説明です。

あなたが一杯の純水と一杯のやや塩辛い水を持っているとしましょう。温度を下げると、一部の純水が氷の結晶を形成し始めます。その理由は、結晶に並んだ凍結水分子は液体分子よりも動き回る方法が少ない（「エントロピー」が低い）が、凍結すると熱を放出するため、周囲のエントロピーがさらに上昇するためです。そのため、純エントロピーは、水が凍結するにつれて上昇します。これは、常に平衡状態に向かう途中です。

塩水の中はどうですか？エントロピーの変更にはもう1つの用語があります。塩は氷の結晶に入りません。そのため、それらが形成されるにつれて、残りの塩は、歩き回るための余地が少なくなり、したがってエントロピーが少なくなる。それで、あなたはそれを凍らせることから正味のエントロピー利得を得る前にあなたは塩水をさらに冷たくしなければなりません。

しかし、塩化ナトリウムは、水の結晶を乱すことができる唯一の分子ではありません。ビートジュースからの糖分子も同様の効果があります。つまり、ビート砂糖を20％の塩溶液に加えて氷上に噴霧すると、氷の融点はさらに15°Fより低くなります。同じ氷融解効果を生み出すのに必要とされる塩の濃度を減らすために、既存の塩溶液と共に、テンサイ糖精製の廃副産物であるテンサイ糖蜜を一緒に混合することを試みた。糖蜜の粘着性は、塩を道路の表面に接着させるのに役立ち、そこで効果を最大化することができます。

ビートジュースハックの唯一の欠点は、 ナショナル・ジオグラフィック 2014年に報告された、それは時々流れに漏れることができるということです、そこで砂糖は動物が頼る水の中のすべての酸素を吸うバクテリアを引き付けます。

もちろん、ビートジュースが通りを赤褐色の混乱に変えるという問題もあります。まるでそれがあたかも血まみれの戦いの酸化されたままであるかのようです。ラヴァルのように、汚れを避けるために白いビートからのジュースを使った都市もありますが、他の都市は単に悪いものを良いものに取り入れることを学びました。少なくとも、甘い調合物はトゥーシーロールのように匂いがすると言われています。

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