Ursprunglig fråga:
Hej! Saltvatten fryser vid lägre temperatur än sötvatten. Finns det något enkelt samband mellan salthalt och frys-/smältpunkt? (Originalfråga: När fryser Döda Havet?)
/Thomas Å, Arlandagymnasiet, Märsta

Svar:
Thomas! Det finns en formel (länk 1, Hyperphysics) som är en approximation, men den fungerar säkert inte för stora värden på salthalten.

Att förstå varför smältpunkten sjunker med ökande salthalt är emellertid inte så svårt, se länk 2 (som även innehåller en mycket illustrativ animering):

Om man har rent vatten vid 0^oC i jämvikt med is av samma temperatur, så kommer lika många vattenmolekyler att fastna på isbiten som lossnar från isbiten. Om man häller i ett salt (det behöver inte vara joner, det går bra även med t.ex. socker) så kommer det att bli en lägre koncentration av vattenmolekyler i den flytande fasen. Detta förskjuter jämvikten så att fler vattenmolekyler lossnar och går i lösning. Detta kostar energi (smältvärmet), så temperaturen sänks. När temperaturen sjunkit lite inställer sig ett nytt jämviktsläge. Vi har alltså fått en lösning som har lägre smältpunkt (fryspunkt) än rent vatten.

Animationen ovan kräver att Macromedia flash plugin är installerat. Om animationen ändå inte startar - försök att ladda om webbsidan.

Förslag till uppgifter med animationen:

1. Vid 0^oC och utan salt är det jämvikt mellan is och vatten.
2. Klicka på 'add solute' för att tillsätta salt. Isen smälter och temperaturen sjunker (även om detta inte visas).
3. Ändra temperaturen till -5^oC. En del is kommer tillbaka.
4. Ändra temperaturen till -20. Allt fryser.
5. Klicka på 'remove solute'. Även vattnet som ersätter saltet fryser.

Det finns gränser hur lång ner man kan komma i temperatur, men -18^oC bör vara nära den lägsta möjliga (se fråga 12407 om fahrenhetskalan).

Se vidare Freezing-point_depression och den utmärkta (men inte helt lättbegipliga) sajten Water Structure and Science .
/Peter E

Nyckelord: vatten/is [49]; kokpunkts/fryspunkts förändring [14];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/chemical/meltpt.html
2 http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/solutions/faq/why-salt-melts-ice.shtml