설탕물의 어는점이 일반물보다 낮은 이유

Question

설탕물의 어는점이랑 녹는점이 일반물보다 낮은 이유가 뭐죠? 다른 첨가물이 물을 오히려 더 잘 연결해주니까 더 잘 얼게해줘야하는거아닌가요

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

얼음의 구조 때문입니다.

설탕물의 어는점이 일반 물보다 낮은 이유는 물이 얼게 될 때 물 분자가 6각구조로 재배열되는데, 이 과정에서 설탕 입자나 분자가 물 분자가 6각구조로 배열하는 것을 막기 때문입니다.

따라서 설탕물의 어는점은 물보다 크게 낮아지며, 설탕의 농도에 따라 다르지만 영하 39도 이하로 내려가기도 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

설탕물은 일반적인 물보다 어는점이 낮은 이유는 다음과 같습니다:

1. 용해도: 설탕(사카로스)은 물에 잘 용해되는 화합물입니다. 설탕이 물 분자와 상호작용하면서 결합되고 형성된 용액은 더 많은 입자를 포함하게 됩니다. 이로 인해, 설탕물의 용액의 엔트로피가 증가하고, 엔트로피 변화에 따른 온도 변화인 칼린-클라푸론 방정식에 의해 어는점이 낮아집니다.

2. 고체-액체 상변화: 일반적인 물과 달리, 설탕은 고체 상태에서 액체 상태로 전환될 때 결정 구조의 정렬이 적어져서 분자 간의 운동성이 증가합니다. 이러한 구조적 변화와 함께 에너지를 흡수하는 공간 확장 작용으로 인해 어는점이 낮아집니다.

따라서, 설탕을 포함한 용액의 어는점은 일반적인 순수한 물보다 낮게 나타납니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

설탕물의 어는점과 녹는점이 일반물보다 낮은 이유는 설탕이 물 분자 사이에 간섭하여 물 분자가 서로 결합하는 것을 방해하기 때문입니다. 물 분자는 서로 수소 결합을 통해 결합되어 있습니다. 수소 결합은 물 분자 사이에 형성되는 약한 결합으로, 물 분자의 결합 에너지는 2.42kJ/mol입니다. 설탕은 물 분자 사이의 공간을 차지하고, 물 분자와 결합하여 수소 결합을 방해합니다. 이로 인해 물 분자의 결합 에너지가 감소하고, 어는점과 녹는점이 낮아지게 됩니다.