얼음에 소금을 뿌리면 더 빨리 녹는 이유

얼음에 소금을 뿌리면 더 빨리 녹는 이유를 자세히면서도 이해하기 쉽게 알려주세요. 얼음에 소금뿌리면 더 잘 안 녹을 줄 알았는데 무한도전이랑 1박 2일 보니까 더 빨리 녹더라고요? 찾아보니 얼음에 소금을 뿌리는 이유가 소금이 물기를 흡수하기도 하고 소금이 얼음의 낮은 온도를 유지해 주기 때문이라고 하더라고요. 소금이 왜 물기를 흡수하는지 소금이 왜 얼음의 낮은 온도를 유지해 주는지 궁금하네요. 얼음에 소금을 뿌리면 더 빨리 녹는 이유와 설명해 주세요.

얼음에 소금을 뿌리면 더 빨리 녹는 이유

얼음에 소금을 뿌리면 더 빨리 녹게 됩니다. 그 이유는 소금은 Na+(나트륨 이온)와 Cl-(염소 이온)라는 극 친수성 이온으로 구성된 결합물질입니다. 상대적으로 물은 물끼리의 결합력이 강한 편입니다만, 각각의 이온(위의 나트륨 이온과 염소 이온)은 물-물 결합보다 더 강한 물-이온결합을 이루게 됩니다. 그래서 얼음 위에 뿌리게 되면, 얼음을 구성하는 물분자가 서로 잡아당기는 인력에서 벗어나 이온결합으로 구성된 소금으로 끌려오게 되는 것입니다.

그것이 결과적으로 마치 얼음에서 물을 빨아들이는 듯한 현상으로 보이게 되는 것입니다.

정확하게 말하자면, 순전히 소금을 통해 얼음의 온도를 유지하는 원리가 아니고, 소금을 통해 얼음이 녹는 현상을 이용하여 온도를 낮추는 원리입니다. 보통 상전이를 하는데 많은 에너지가 필요로 하게 됩니다. 여기서 상전이란, 고체에서 액체, 액체에서 기체로 변화는 과정을 뜻하는데, 대표적으로 얼음이 녹거나, 물을 팔팔 끌여서 수증기로 만드는 현상과 같은 것으로 보시면 됩니다.

어디서 상전이가 발생하는가? 그것은 위에서 소금으로 스며든 물이 바로 그 결과입니다. 원래 얼음 내의 물분자는 고체상태였죠, 그런데 소금을 뿌림으로써, 얼음 내의 물분자를 강제적으로 액체로 만들 수 있습니다.

그런데 액체가 되기 위해서 고체상태인 물분자는 어디선가 에너지를 가져와야 합니다. 고체 분자보다, 액체분자가 훨씬 더 유동적이고 활발하니 말이죠. 에너지는 이 활동량을 결정하는 양으로 봅니다. 그래서 가져오는 곳이, (액체상태가 되기 전) 고체 상태일 때 물분자를 잡아주고 있던 주변의 다른 물분자들입니다.

상대적으로 에너지를 빼앗기게 되어, 고체를 이루는 물분자들은 덜 움직이게 되고, 이와 같은 역학적인 운동 현상은 결국 온도가 낮아지는 현상으로 연결되게 됩니다. 온도라는 개념이 어떤 입자에 대한 활동 크기의 지표라고 보시면 됩니다. 열역학에서 보면 온도와 내부 에너지는 긴밀하게 연결되어 있습니다.

그래서, 상온상에서, 얼음에 소금을 뿌리게 되면 비교적 오랫동안 낮은 온도를 유지하게 되는 것입니다. 대신, 고체를 액체로 바꾸어 온도를 낮추는 것이라, 그냥 놔둔 얼음보다 비교적으로 아주 빨리 녹게 됩니다.