Saler les routes en hiver par la cryoscopie
Dès que le verglas fait son apparition, c'est la panique générale sur les routes et sur les trottoirs ; pour remédier à ce problème, il est nécessaire de faire fondre la mince pellicule de glace : des techniques faisant appel à des notions de cryoscopie font leur apparition .
1 ) Cryoscopie
2 ) Abaisser la température de congélation
Pour faire appel à la notion de cryoscopie, il est primordial d'avoir une pression constante .
Considérons un solvant A ( eau ) et un soluté B ( sel ) formant une solution liquide diluée .
Comparons deux équilibres : le premier avec une solution liquide diluée, le deuxième avec une solution liquide diluée + un solide A' .
i ) Solution liquide diluée
Nous sommes en présence d'un potentiel chimique du solvant A à l'état liquide qui est équivalent au potentiel chimique du solvant A à l'état solide à température constante et à pression constante .
ii ) Solution liquide diluée + solide A'
m [ T, P, x(A') ] (l) = m [ T, P ] (s)
x(A') : concentration du solvant à l'état liquide .
Le problème est que l'équilibre ne peut pas avoir lieu à la même température d'où la nécessité d'abaisser la température de congélation .
2 ) Abaisser la température de congélation
De la partie 1) i), nous déduisons :
g [ T(A), P(A) ] (l) = g [ T(A), P(A) ] (s)
g [ T(A), P(A) ] : enthalpie libre du solvant A .
De la partie 1)ii), nous déduisons :
g [ T'(A), P(A) ] (l) = g [ T'(A), P(A) ] (s) + RT ln x(A') .
D'où g [ T(A), P(A) ] (l) = g [ T'(A), P(A) ] (l) + RT ln x(A')
g [ T(A), P(A) ] (l) = g [ T'(A), P(A) ] (s) - g [ T(A), P(A) ] (s)
Or, T' - T = DT
ce qui donne donc [ x(A) - x(A') ] DT + RTln ( 1 - x(A') ) = 0
x(A) : concentration du solvant à l'état solide .
Si la solution est diluée, [ x(A) - x(A') ] DT - RTln ( x(B) ) = 0
x(B') : concentration du sel à l'état liquide .
D'où DT = [ RTln ( x(B) ) ] / L(A) avec DT < 0 .
L(A) = x(A) - x(A') : chaleur latente de fusion .
Conclusion :
L'augmentation de la concentration du sel entraîne un abaissement du point de congélation ( température de congélation ) .
Ainsi, lorsqu'un corps ( être humain, véhicule ) passe sur un mélange de glace et de sel, la glace et le sel fondent par compression .
Le sol est alors fait d'une solution liquide d'eau salée et de glace : il est, par conséquent totalement inutile pour gagner du temps de doubler le convoi { saleuse, voitures } .