Salage des routes

[Felix le chat]

Bonjour à tous.

Par quelles réactions chimiques le sel sur les routes empêche-t-il le verglas de se former ?
Cela fait déjà quelques temps que je cherche des réponses sur le Net, mais je tombe sur des sites plutôt compliqués pour moi.
Mes recherches tournent autour de mots comme surfusion, réactions endothermiques, etc., (j'y suis presque!) et enfin les binaires de solubilités, qui, je crois, est la clé de la solution.
Est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer brièvement -si c'est possible- ce phénomène ? Ou bien, plus simplement, m'indiquer des liens utiles qui répondraient à ma question.

[Yoyo]

Bonsoir

Ben il me semblait que le sel sur la route empechait l'eau de geler, simplement en abaissant de quelques degrés la température de formation de la glace.
Donc en gros au lieu de geler a 0°C, l'eau salée gelerait a -2°C par exemple.

Mais d'apres ce que tu dis, ca a l'air plus compliqué que ca?...

Yoyo

[Felix le chat]

Oui, le sel empêche l'eau de geler en abaissant la température de formation de la glace. Ceci est un constat.
Mais quelle en est l'explication ? Je sais que je suis sur la bonne voie avec les binaires de solubilité, et c'est ceci que j'aimerais comprendre.

[Cécile]

Salut Felix le Chat,

0°C est la température de solidification de l'eau pure. Si l'eau n'est plus pure, cette température change. Avec du sel (NaCl), ça peut descendre jusqu'à -20 °C. Pourquoi ? L'explication est à chercher au niveau microscopique, notamment le rôle de la liaison hydrogène. Celle-ci relie l'hydrogène d'une molécule d'eau avec l'oxygène d'une molécule voisine. Cette liaison hydrogène, assez forte pour une liaison intermoléculaire, favorise le maintient des molécules dans un environnement favorable pour la cristallisation en glace.
Quand on rajoute du sel dans l'eau, le sodium et le chlorure se séparent en Na+ et Cl-. Le Na+ est entouré d'oxygènes de l'eau (légèrement négatifs) tandis que le Cl- est entouré des hydrogènes, légèrelemnt positifs. DOnc cela empêche la formation de certaines liaisons hydrogène. DOnc cela gène la cristallisation de l'eau. D'où la température plus basse de solidification.
Pour en savoir plus, je te conseille un article sur l'eau dans La Recherche de février 2004 (rubrique "bac to basics", p. 81).
La surfusion est un autre phénomène, pas besoin de ça pour expliquer le salage des routes. Sinon, je ne me souviens plus si la dissolution du sel dans l'eau est endothermique ou exothermique, mais de toute façon, ce n'est pas ça non plus qui explique le phénomène.

[moco]

On peut dire autrement.
Pour que l'eau se prenne en glace à 0°C et en-dessous, il faut que les molécules H2O s'attirent, se collent l'une à l'autre plus que dans le désordre del'eau liquide. S'il y a du sel dans l'eau, il faut non seulement que les molécules s'attirent et se collent, mais il faut qu'elles quittent l'environnement des ions Na+ et Cl- qui les attirent, et les empêchent de se réunir hors de leur zone d'attraction. Il faut donc refroidir davantage, ou, si tu veux, extraire davantage d'énergie. A la limite on pourrait se demander s'il ne faudrait pas refroidir au zéro absolu pour solidifier l'eau salée.
En sens inverse, quand on met du sel sur la glace à 0°C, on pourrait dire que le sel a envie de se dissoudre dans l'eau qu'on obtiendrait en fondant la glace. Et comme il n'y a pas dechaleur disponible, la nature toune la difficulté en divisant chaque petit glaçon en deux parties. L'une des moitiés donne de la chaleur à l'autre moitié qui fond et peut dissoudre le sel. Mais cette moitié, ayant perdu de la chaleur, voit sa température diminuer. C'est pour cela que si on met du sel dans de la glace, elle fond, mais la température baisse.

[Felix le chat]

Me revoilà !


Un grand merci à Cécile et Moco pour vos explications claires et simples.

Si j'ai bien compris, la moindre impureté peut gêner les liaisons des molécules H2O, et donc ralentir la formation des cristaux. La palme revenant au sel, mais qui du chlorure ou du sodium, est vraiment responsable du phénomène ? Les deux ? À cause de leur polarité ?

"Et comme il n'y a pas de chaleur disponible, la nature toune la difficulté en divisant chaque petit glaçon en deux parties. L'une des moitiés donne de la chaleur à l'autre moitié qui fond et peut dissoudre le sel."
La nature est astucieuse pour trouver des ressources en énergie !

Dommage que l'article dans La Recherche de février 2004 (rubrique "bac to basics", p. 81) soit payant.

[Ewok]

Salut,

en fait, on peut considérer deux effets : l'effet d'impureté du NaCl qui abaisse la température de cristallisation de l'eau en empêchant la formation des cristaux d'eau.
Mais aussi, le fait que la dissolution du sel est exothermique, comme toute dissolution. C'est pour celà que le sel fait fondre la glace (ça, c'est quand ça n'a pas été fait préventivement) ... mais cet effet est moins important que le 1er.

@ plus .

[Cécile]

Salut,

Si j'ai bien compris, la moindre impureté peut gêner les liaisons des molécules H2O, et donc ralentir la formation des cristaux.

Non, au contraire, les impuretés favorisent la cristallisation. En effet, pour cristalliser, il faut commencer par former un minuscule glaçon, qui "ensemense" la cristallisation de l'ensemble. Une impureté peut jouer ce rôle d'ensemenseur.
Na+ et Cl- ne sont pas considérés comme des impuretés.

La palme revenant au sel, mais qui du chlorure ou du sodium, est vraiment responsable du phénomène ? Les deux ? À cause de leur polarité ?

Les deux, puisque Na+ aura tendance à se coller aux oxygènes, et Cl- aux hydrogènes. Donc tous deux empêchent les molécules d'eau de se figer ensemble.

"Et comme il n'y a pas de chaleur disponible, la nature toune la difficulté en divisant chaque petit glaçon en deux parties. L'une des moitiés donne de la chaleur à l'autre moitié qui fond et peut dissoudre le sel."

J'avoue que je suis sceptique sur cette vision des choses. Ca va totalement contre le second principe de la thermo.

Dommage que l'article dans La Recherche de février 2004 (rubrique "bac to basics", p. 81) soit payant.

Je te l'envoie en MP

[Ewok]

L'ensemencement concerne des impuretés solides.
Par contre, NaCl peut être considéré comme une impureté solubilisée.

Les articles sont très intéressants ... bien que ce ne soit pas moi qui les ai demandé !
Merci

[Ewok]

[QUOTE=Felix le chat]
"Et comme il n'y a pas de chaleur disponible, la nature toune la difficulté en divisant chaque petit glaçon en deux parties. L'une des moitiés donne de la chaleur à l'autre moitié qui fond et peut dissoudre le sel." La nature est astucieuse pour trouver des ressources en énergie !
QUOTE]

Comme dit Cécile, c'est assez "étonnant" comme affirmation.
Le petit glaçon étant à une certaine température, si on le divide en 2, les deux morceaux ont la même température. Il n'y a donc pas de gradient de température, donc pas de flux de chaleur.

Par contre, j'ai buggé !
La solubilisation est endothermique (il faut fournir de l'énergie au système ) et non exothermique ... je vais le copier 100 fois ...

[caroline]

Bonjour,

je recherche des renseignements sur l'impact que peut avoir le salage des routes sur l'environnement...c'est assez urgent

Merci

[persona]

J'aime beaucoup l'explication poétique de moco, bien qu'elle soit un peu anthropocentrique - le sel a envie de se dissoudre dans l'eau...
L'explication se trouve dans le diagramme binaire NaCl/H2O qui présente, à la pression atmosphérique, un eutectique à -21°C pour environ 20% de NaCl.

[moco]

Si persona n'aime pas mon explication poétique, il peut remplacer "avoir envie de se dissoudre" par "présenter de l'affinité pour l'eau", cela fait plus sérieux.

L'effet du sel sur l'environnement est que les plantes n'aiment pas la présence de NaCl dans l'eau de ruissellement. Cela conduit à leur asséchement. Si tu veux anéantir la végétation d'une bande de terre, tu peux y déverser du sel. Cela va très bien, mais ce n'est pas durable. A la prochaine pluie, ce sel s'en va.

[caroline]

Très bien, merci beaucoup pour ta réponse

[FC05]

Je ne comprends pas les critiques sur l'explication de mocco.

Si on prends de la glace pilée que l'on mélange avec une bonne quantité de sel, on obtient assez facilement une température de -18°C.
Il faut bien qu'un phénomène ait pris de la chaleur quelque part !

Donc quand on sale une route pour faire fondre le verglas on refroidi aussi la route !

Quand à la dissolution du NaCl, faites l'expérience vous même, mais avec mes moyens de mesure (thermomètre à 0,1°C prés) j'ai toujours trouvé qu'elle était athermique (contrairement à NH4Cl qui est endothermique et NaOH qui est exothermique).