만능 제설제인 염화칼슘(Calcium Chloride, CaCl₂) 어떻게 눈을 녹일 수 있을까요
염화칼슘은 이름 그대로 칼슘(Ca)과 염소(Cl) 화합물로 드믈게 화학명으로 알려져 있는 제품입니다.
성능이 뛰어나면서 저렴한 가격으로 제설제로 많이 사용되며 도로에 비치해두기도 하는 흔한 물질입니다.
주로 상온에서 흰색 고체 형태로 물에 잘 녹는 성질을 가지고 있습니다.
1. 염화칼슘(Calcium Chloride, CaCl₂) 화합물의 성질
염화칼슘은 탄산 나트륨을 얻는 과정에서 대량을 얻을 수도 있지만 따로 제조해도 비싸지 않습니다.
주로 아래와 같은 성질을 가지고 있습니다.
- 수분 흡수능력이 뛰어나서 건조제나 제습제로 사용할 수 있습니다.
- 물에 쉽게 용해되며, 용해 과정에서 많은 열이 발생합니다.
- 고온에서도 그 특성이 쉽게 변하지 않습니다.
(습기만 조심하면 보관이 쉽습니다.) - 용해성이 강해서 낮은 온도에서도 물에 녹일 수 있습니다.
2. 염화칼슘이 눈을 녹이는 원리
① 보통 자연상태의 얼음은 표면이 액체입니다.
완전한 얼음은 일부러 만들려고 해도 힘듭니다.
아무리 추워도 표면의 약간의 물이 층을 이루고 있습니다.
② 염화칼슘을 뿌리면 물에 녹습니다
표면에 있는 염화칼슘이 물에 녹습니다.
염화칼슘이 들어간 물은 어는 점이 - 20 ℃로 떨어집니다.
어지간하면 이 온도까지 떨어지기는 어렵기 때문에 이 물은 더이상 얼지 않습니다.
③ 염화칼슘은 물에 녹으면 열을 냅니다.
염화칼슘은 물에 녹으면 발열 반응으로 온도를 내기 때문에 얼음 표면을 녹입니다.
표면이 액화되면 다시 이 물에 염화칼슘이 녹습니다.
그럼 거기서 나는 열로 다시 표면이 녹는 순환구조로 계속해서 얼음을 얼리게 됩니다.
그 외에도 염화칼슘이 물에 녹아 있으면 칼슘 이온(Ca²⁺)과 염소 이온(Cl⁻)으로 나누어 지는데,
물 안에 이물질이 돌아다니면서 물의 결정화(결빙) 속도를 늦춥니다.
또, 물에 비해서 비열도 높아져서 보온 효과도 약간 생기는 샘이라서 더욱 눈을 더 잘 녹이는 효과를 줍니다.
이렇게 여러가지 작용으로 눈을 제거하기 최적화된 성질을 가지고 있어서 제빙제로 아주 잘 쓰입니다.
3. 염화칼슘의 단점
이렇게 만능으로 보이는 염화칼슘도 나쁜 점이 있습니다.
- 콘크리트나 금속을 부식 시킵니다. 차량의 바닥을 손상시키는 것으로 알려져있습니다.
- 석회석을 사용한 시멘트를 부식시킵니다. 특히 배수로를 손상시켜 사고의 원인이 되기도 합니다.
- 너무 많이 사용하면 토양을 알카리화 시킵니다.
- 그리고 심각하지는 않지만 사람에게 장기간 피부를 건조하게 할 수도 있습니다.
- 위궤양을 만드는 문제도 있으니 "반려견이 산책중 주워먹는 버릇이 들이지 않도록 주의"합시다.
눈이 얼어서 생기는 교통사고나 그외 피해를 막기 위해서 필수적으로 사용됩니다.
과다 사용하면 단점이 많은 만큼 불가사리를 이용한 친환경 제설제에 대한 개발도 이루어지고 있다고 합니다.