CIECHOCINEK / BILANS MASY
Badanie zachowania masy jednej próbki

Jedna kropla solanki

Sól nie przybywa, gdy solanka gęstnieje. Ubywa wyłącznie wody. W tym modelu śledzisz każdy gram próbki: od lekkiej solanki z ujęcia, przez zatężanie na tężniach, aż po nasycenie roztworu i krystalizację w warzelni.

Stała suma mas trzech faz w układzie
Udział soli w surowej cieczy (woda + sól)
Model rozpuszczalności czystego NaCl
Przesuwaj suwak, aby obserwować ubytek wody i początek krystalizacji
Etapy technologiczne:

Bilans zachowania masy w układzie zamkniętym

Każdy gram pozostaje uwzględniony na wspólnej skali 100%
Roztwór nienasycony
Skład fazowy próbki: Bilans: 100,0 g / 100,0 g (100%)
Para wodna (poza cieczą) Woda ciekła w roztworze Sól rozpuszczona Wykrystalizowany produkt (faza stała)
Faza gazowa
Para wodna
0,0 g
0,0% masy próbki
Stan: Brak odparowania
Rola: Ucieczka do atmosfery
Faza ciekła
Roztwór solanki
100,0 g
100,0% masy próbki
Stężenie cieczy: 4,0%
Woda ciekła: 96,0 g
Sól rozpuszczona: 4,0 g
Granica rozpuszczalności: 26,4%
Faza stała
Kryształ (produkt)
0,0 g
0,0% początkowej soli
Stan krystalizacji: Brak osadu
Zachowana sól łączna: 4,0 g (stała)
Status próbki: Roztwór nienasycony. Woda odparowuje, zwiększając udział rozpuszczonej soli bez zmiany jej bezwzględnej masy.

Dojście do kryształu w Ciechocinku

Wybierz etap technologiczny z zachowanego opisu historycznego:

Grzybek: początek drogi

Fontanna obudowuje źródło solankowe nr 11. Według Uzdrowiska Ciechocinek ujęcie ma 415 m głębokości i dostarcza solankę do tężni, a dalej do warzelni. Woda zaczyna tę drogę jako roztwór, nie jako gotowa sól. [2]

Mniej wody, stały ładunek i granica nasycenia

W prostym modelu łatwo ulec złudzeniu, że stężenie może rosnąć bez ograniczeń aż do 100%. W rzeczywistości fizycznej roztwór wodny napotyka twardą barierę: granicę rozpuszczalności. W temperaturze 20°C woda może utrzymać w roztworze maksymalnie około 35,9 g czystego chlorku sodu na 100 g wody (około 26,4% stężenia masowego).

Gdy woda dalej odparowuje, stężenie roztworu nie może już wzrosnąć ani o ułamek procenta. Zamiast tego z roztworu wytrąca się stała faza: białe kryształki soli. Na tym właśnie polega praca ciechocińskiej warzelni soli.

W Ciechocinku tężnie i warzelnia należą do jednego ciągu produkcji. Zagęszczoną solankę ogrzewa się w płaskich, otwartych naczyniach — panwiach. Podczas warzenia powstają kryształki soli; pracownicy zwani warzelnikami wybierają sól na drewniany parownik. Muzeum mieści się w części warzelni niewykorzystywanej do produkcji. [3]

Państwowy Instytut Geologiczny wymienia Ciechocinek wśród miejsc stosujących tradycyjną metodę panwiową. To dobre połączenie do obserwowania w terenie: tężnia pomaga zatężać roztwór, a warzelnia prowadzi go dalej ku stałemu produktowi. [1]

Ograniczenia modelu: Prezentowany bilans jest modelem fizykochemicznym dla czystego układu NaCl–H₂O. Rzeczywista solanka ciechocińska zawiera także inne jony mineralne, a proces warzelniczy wiąże się ze stratami technologicznymi i obecnością ługów pokrystalizacyjnych. Narzędzie służy do zrozumienia zasad zachowania masy i granicy krystalizacji, a nie do projektowania wydajności zakładu.
Drewniane tężnie solankowe w Ciechocinku
Tężnie w Ciechocinku. Fot. Przemek P / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0. Zdjęcie wyświetlane w kadrze 16:9; bez zmiany kolorów.

Źródła wiedzy

  1. PIG–PIB: Warzelnictwo i wytwarzanie produktów zdrojowych — metoda panwiowa i tradycja krystalizacji w polskich uzdrowiskach.
  2. Uzdrowisko Ciechocinek: Szlak Solankowy — ujęcie nr 11 (fontanna Grzybek, głębokość 415 m) i powiązanie rurociągami z tężniami.
  3. Muzeum Warzelni Soli — panwie, proces krystalizacji cieczy i praca warzelników wybierających sól na drewniany parownik.