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Pourquoi la neige fond-elle sur le sel ?

Crédits : Wikimedia Commons / Econ Engineering

Lorsque la neige arrive et que les routes deviennent blanches, les saleuses entament leurs rondes et lâchent sur nos routes le sel de voirie qui fait fondre la neige. Mais pourquoi mettre du sel sur la route ? Comment se fait-il que la neige fonde sur le sel ?

La température de fusion de la glace et de l’eau est de 0 °C. La fusion est le passage d’un corps de l’état solide vers l’état liquide. C’est-à-dire que l’eau pure passe de l’état solide à l’état liquide au-dessus de 0 °C. Cela est vrai uniquement lorsqu’il s’agit d’eau pure. En effet, si des substances sont ajoutées à l’eau, la température de fusion a tendance à baisser en fonction du type d’impuretés et de la quantité présente dans l’eau. Si on ajoute à l’eau des impuretés comme le sel, il est possible de garder l’eau liquide jusqu’à des températures d’environ -20 °C car le sel abaisse cette température de fusion. L’eau salée a des propriétés différentes de l’eau pure, et a une température de fusion inférieure à celle de l’eau. Lorsque l’eau est composée de 10 % de sel, elle gèle aux alentours de -7 °C, quand elle est composée de 23 % de sel, elle gèle à partir de -21 °C. Lorsque l’on sème du sel sur la neige, le sel se dissout avec l’eau.

Cependant, pour se dissoudre dans l’eau, le sel a besoin d’énergie, et va donc puiser la « chaleur » de la neige, qui va alors se refroidir. On dit que le sel a un caractère endothermique, c’est-à-dire que le sel absorbe de la chaleur pour se dissoudre, dans ce cas, le sel absorbe la chaleur qu’il trouve dans la neige. Sauf que l’eau salée, qui a une température de fusion inférieure à celle de l’eau pure, ne gèle pas à 0 °C. Il peut faire plus froid que 0 °C et pourtant cette fonte de la glace aura tout de même lieu. En effet, le mélange de l’eau avec le sel ne pourra pas devenir solide et reste donc liquide, à moins que la température ambiante ne descende sous -21 °C, ce qui est assez rare.

Cela s’explique par le fait que sous forme solide, les molécules d’eau se soudent les unes avec les autres et ne bougent presque plus. Elles ont une forme ordonnée de cristal. Sous forme liquide, ces molécules désordonnées se promènent. Le sel de table, le chlorure de sodium, est formé d’atomes de sodium et de chlore, qui se dissolvent dans l’eau sous forme d’ions. Ces ions pénètrent entre les molécules d’eau liquide et empêchent la cristallisation, autrement dit le passage de l’état liquide à l’état solide. C’est pour cela que l’eau salée a plus de difficultés à se solidifier. À l’état solide et sec, le sel et la neige peuvent difficilement entrer en contact. C’est pourquoi pour mêler le sel à la neige, il faut d’abord ajouter un peu d’eau dans le sel. En réalité, un film liquide se forme autour des grains et les dissout pour leur permettre de rentrer à leur tour en contact avec la glace. La glace va alors fondre dans une solution d’eau salée liquide. C’est pour cela que le sel est parfois mouillé avant d’être déposé sur les routes.

Sources : espritscientific ; leprogrès

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