融雪劑的融雪機理主要是融雪劑的加入降低了水溶液的冰點,使水溶液在較低的溫度下仍能保持液態而不結冰。讓我們看幾個基本的化學概念:
(1)蒸氣壓任何物質都有揮發成氣態的趨勢,其氣態也有冷凝成液態或冷凝成固態的趨勢。在一定的外界條件下,單組分液體表面會發生兩相變化,即液體中的液體分子會蒸發成氣體分子,同時氣體分子會與液體表面發生碰撞,回到液態。這種變化會在一定時間后達到動態平衡狀態。在平衡狀態下,氣體分子的含量達到最大,這些氣體分子撞擊液體時所能產生的壓力,簡稱蒸汽壓。蒸氣壓反映的是溶液中少數能量較高的分子有離開母體進入空間的趨勢,也稱為逃逸趨勢。
(2)冰點冰點是物質的液相和固相建立平衡的溫度。當達到冰點時,液相和固相的蒸汽壓相等。溶液的冰點是指溶劑晶體開始從溶液中沉淀出來的溫度。根據物理化學中的拉烏爾定律,在恒溫常壓的條件下,溶液的平衡蒸氣壓與溶液中溶質的量有關,溶質的增加會導致溶液的蒸氣壓降低,從而導致冰點的降低。添加溶質前后,固體純溶劑的蒸氣壓是恒定的。加入溶質后,在相同溫度下,溶液的蒸氣壓低于純溶劑,因此只有在較低溫度下才能達到平衡狀態,冰點從T2下降到T1。添加融雪劑也是如此。融雪劑的加入只是將水的冰點(冰點)降低到一個較低的溫度,使水溶液在一定的溫度范圍內保持液態。如果溫度低于這個冰點,就無法達到融雪的效果。一般融雪劑溶液濃度越高,冰點越低,融雪效果越好。相同濃度的不同種類融雪劑溶液的冰點也不同。因此融雪劑的用量和種類應根據氣溫和降雪量選擇。下表顯示了不同濃度氯化鈉溶液的冰點。