안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
얼음물에 소금을 넣고 저으면 온도가 무려 -21도 부근까지 뚝 떨어지게 됩니다. 이 현상은 화학에서 어는점 내림과 융해열 흡수라는 두 가지 원리가 동시에 작용하기 때문입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.
순수한 물은 0도가 되면 물 분자들이 서로 끌어당겨 정교한 결정 구조(얼음)를 만듭니다. 하지만 소금을 넣으면 물에 녹아 나트륨 이온과 염화 이온으로 쪼개집니다. 이온들이 물 분자 사이사이에 끼어들어, 물 분자들이 서로 결합하여 얼음 결정으로 뭉치는 과정을 물리적으로 방해합니다. 결과적으로 물이 얼기 시작하는 온도가 0도보다 훨씬 아래로 낮아집니다. 이 현상을 어는점 내림이라고 합니다.
또 타른 이유로 얼음이 물로 녹을 때는 주변의 열을 빼앗아 가는 융해열 흡수가 일어납니다. 소금 때문에 얼음이 강제로 순식간에 녹으면서 주변 얼음물의 열을 빠르게 빼앗아 가버립니다. 또한, 소금이 물에 녹을 때도 미세하게 열을 흡수하는 용해열 흡수 현상이 함께 일어납니다.