So entsteht kanadischer Ahornsirup | Galileo | ProSieben
Im Großen Weißen Norden sind Schneestürme eine Frage von Leben und Tod. Oder zumindest sieht es heutzutage so aus, denn durch eine neue Methode der Schneeräumung wirken einige Straßen wie ein blutiges Massaker. Diese Woche in Calgary, Alberta, brachten Stadtbeamte mit einer Mischung aus Salz- und Rübensaft auf die verschneiten Straßen, was ihrer Meinung nach eine umweltfreundlichere und kostengünstigere Methode zum Enteisen von Straßen ist, als nur Salz zu verwenden.
Das CBC Am Dienstag berichtete Calgary, dass der Einsatz von Rübensaft ausgeweitet wird, nachdem die ersten kleinen Probeläufe erfolgreich waren. Die verschneite Stadt folgt den Spuren von Städten wie Laval und Cowansville, sowohl in Quebec als auch in Toronto - allen Städten, die zuvor ähnliche Rübensaftmischungen auf Straßen verwendet haben, um sich auf Stürme vorzubereiten. In Calgary wird die Mischung aus Rübensaft und Salz mit einem zwei Tonnen schweren Lastwagen, der 40.000 Liter Rübensaft aufnehmen kann, direkt auf die Straße gesprüht.
Städte, die von Winterstürmen hart getroffen werden, suchen seit einigen Jahren nach Alternativen zu Salz, da übermäßige Mengen an Natriumchlorid nicht nur Autos, Straßen und persönliches Eigentum schädigen, sondern auch die Umwelt beeinträchtigen. Im Jahr 2016 gab die Toronto and Region Conservation Authority an, dass der Rückgang der Fisch- und Insektenbestände wahrscheinlich mit der Abhängigkeit der Stadt von Salz in den Wintermonaten zusammenhängt.
Der Grund, warum Salz so effizient ist, ist in erster Linie, dass es den Gefrierpunkt des umgebenden Wassers senkt. Alles Eis hat einen sehr dünnen Film aus flüssigem Wasser auf seiner Oberfläche, und wenn sich ein Stück Eis mit dieser Flüssigkeit vermischt, senkt es seinen Gefrierpunkt, was seine Temperatur anhebt - was wiederum dazu führt, dass das umgebende Eis schmilzt und so weiter. Dieser Prozess wird mit zunehmender Salzkonzentration immer wirksamer. Beispielsweise gefriert eine 10-prozentige Salzlösung bei 20 Grad Fahrenheit (-6 Grad Celsius), und eine 20-Prozent-Lösung gefriert bei 2 Grad Fahrenheit (-16 Grad Celsius).
Auf molekularer Ebene geschieht dies dadurch, dass die Salzmoleküle die Wassermoleküle durchdringen, wodurch es für sie schwieriger wird, sich in dem Molekülkristall zusammenzusetzen, der Eis bildet. So erklären es Physiker an der University of Illinois in Urbana-Champaign:
Angenommen, Sie haben eine Tasse reines Wasser und eine Tasse etwas salziges Wasser. Wenn Sie die Temperatur senken, bildet sich aus dem reinen Wasser Eiskristalle. Der Grund ist, dass die gefrorenen Wassermoleküle, die zu einem Kristall aufgereiht sind, weniger Bewegungsmöglichkeiten haben (niedrigere „Entropie“) als die flüssigen Moleküle, dass sie beim Einfrieren Wärme freisetzen, was die Entropie der Umgebung noch erhöht. Die Netto-Entropie steigt also mit dem Einfrieren des Wassers an, wie es immer auf dem Weg in einen Gleichgewichtszustand der Fall ist.
Was ist mit dem Salzwasser? Es gibt einen zusätzlichen Begriff in der Entropieänderung. Das Salz passt nicht in die Eiskristalle. Während sie sich bilden, bleibt dem restlichen Salz weniger Raum zum Umherlaufen und somit weniger Entropie. Daher muss das Salzwasser noch kälter werden, bevor Sie durch das Einfrieren einen Netto-Entropiegewinn erzielen.
Aber Natriumchlorid ist nicht das einzige Molekül, das einen Wasserkristall stören kann. Die Zuckermoleküle aus dem Rübensaft haben eine ähnliche Wirkung, das heißt, wenn der 20-prozentigen Salzlösung Rübenzucker zugesetzt und auf Eis gesprüht wird, liegt der Schmelzpunkt des Eises sogar unter 15 Grad. Was die meisten kanadischen Städte sind versucht haben, Zuckerrübenmelasse, ein Abfallprodukt der Rübenzucker-Raffination, zusammen mit vorhandenen Salzlösungen zu mischen, um die Salzkonzentration zu reduzieren, die für die gleichen Eisschmelzeffekte benötigt wird. Die Klebrigkeit der Melasse trägt zusätzlich dazu bei, das Salz an die Straßenoberfläche zu binden, wo es seine Wirkung maximieren kann.
Der einzige Nachteil für den Rüben-Saft-Hack, National Geographic 2014 berichtet, ist, dass es manchmal in Ströme austreten kann, wo der Zucker Bakterien anzieht, die den gesamten Sauerstoff im Wasser aufsaugen, auf den sich die Tiere verlassen.
Natürlich gibt es das Problem, dass der Rübensaft die Straßen in ein rotbraunes Chaos verwandelt, als wären es die oxidierten Überreste einer blutigen Schlacht. Einige Städte wie Laval haben Saft aus weißen Rüben verwendet, um den Fleck zu vermeiden, aber andere haben einfach gelernt, das Schlechte mit dem Guten zu umarmen. Zumindest riecht das süße Gebräu nach Tootsie Roll.
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