염화칼슘을 뿌려 제설작업하는 원리

염화칼슘을 뿌려 제설작업을 하는 이유는 크게 두 가지 과학적 원리에 기반합니다.

1. 어는점 내림:

• 용액의 어는점: 순수한 물은 0℃에서 얼지만, 물에 다른 물질이 녹아 있는 용액은 0℃보다 낮은 온도에서 얼게 됩니다. 이를 어는점 내림 현상이라고 합니다. 염화칼슘은 물에 녹으면서 칼슘 이온(Ca2+)과 염화 이온(Cl-)으로 해리됩니다. 이 이온들은 물 분자 사이에 끼어들어 물 분자끼리 결합하는 것을 방해하여 어는점을 낮추는 역할을 합니다. 염화칼슘 용액은 농도에 따라 -55℃까지 어는점이 내려갈 수 있습니다.
• 제설 효과: 눈이나 얼음은 0℃에서 물로 녹지만, 염화칼슘이 뿌려진 도로에서는 염화칼슘 용액이 형성되어 어는점이 낮아지므로 영하의 온도에서도 눈과 얼음이 녹게 됩니다. 즉, 염화칼슘은 주변 온도가 영하로 내려가도 도로가 다시 얼어붙는 것을 방지하는 효과가 있습니다.

염화칼슘

 

2. 발열 반응:

• 용해열: 염화칼슘은 물에 녹을 때 주변의 열을 흡수하는 것이 아니라, 오히려 열을 방출하는 발열 반응을 일으킵니다. 이때 발생하는 열을 용해열이라고 합니다.
• 제설 효과: 염화칼슘을 눈이나 얼음 위에 뿌리면, 염화칼슘이 주변의 수분을 흡수하며 녹으면서 열을 발생시킵니다. 이 열은 주변의 눈과 얼음을 녹이는 데 도움을 주어 제설 효과를 높입니다.

요약: 염화칼슘은 어는점 내림 현상과 발열 반응을 통해 눈과 얼음을 녹이고 도로가 다시 어는 것을 방지하여 겨울철 안전한 도로 환경을 조성하는 데 기여합니다.