[과학 호기심충전] 6. 빙판길에, 눈길에 염화칼슘을 뿌리는 이유는?

 
 
요즘 비가 오고 날씨가 추워지면서, 저희집 아파트는 빙판길이 되었답니다.
 
경비 아저씨께서 열심히 염화칼슘을 뿌리고 계신 모습을 볼 수 있었는데요. 
 
여기서 궁금증이 생겼습니다.
 

"눈길에 염화칼슘을 뿌리는 이유가 뭘까? 

 

 
염화칼슘(CaCl2)을 눈길에 뿌리는 이유는
 
낮은 온도에서도 눈과 얼음을 효과적으로 녹이는 능력이 있기 때문입니다.
 
이러한 작용의 원리는 다음과 같습니다:
 
■ 동결점 감소: 염화칼슘은 도로 위의 눈과 얼음에 섞여 동결점을 낮춥니다. 이로 인해, 눈과 얼음이 더 낮은 온도에서도 녹게 됩니다. 이는 물이 어는 점을 0°C 이하로 낮추어 얼음이 녹도록 합니다.
 
■  발열 반응: 염화칼슘은 물과 반응할 때 열을 방출합니다. 이 열은 눈과 얼음을 녹이는 데 도움이 됩니다.
 
■   습기 흡수: 염화칼슘이 습기를 흡수하는 성질로, 공기 중의 수분을 끌어들여 눈과 얼음을 녹이는 데 도움을 줍니다.
 
이러한 특성 때문에 염화칼슘은 도로 안전을 개선하고 빙판길 위험을 줄이는 데 효과적입니다.
 
그러나 너무 많이 사용하면 도로와 식물에 해를 줄 수 있으므로 적절한 양을 사용하는 것이 중요합니다.
 

왜 하필 염화칼슘일까?

눈길에서 염화칼슘을 사용하는 것은 여러 가지 장점 때문입니다.

1. 낮은 동결점: 염화칼슘은 매우 낮은 온도에서도 녹기 때문에, 다른 물질들보다 효과적으로 얼음을 녹일 수 있습니다. 이는 특히 극심한 추위에서 유용합니다. 구체적으로, 염화칼슘은 약 −40도 섭씨까지의 온도에서 효과적으로 얼음을 녹일 수 있습니다. 이러한 특성은 염화칼슘이 제설 작업에 널리 사용되는 이유 중 하나입니다. 염화나트륨(소금)은 약 −10섭씨에서, 염화마그네슘은 약 −15섭씨에서 얼음을 녹일 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 극단적으로 낮은 온도에서 염화칼슘은 이러한 다른 제설제들보다 더 효과적인 선택지가 됩니다.
2. 습기 흡수: 염화칼슘은 습기를 끌어들이는 성질이 있어, 주변 환경에서 수분을 흡수하여 빙결을 방지합니다.
3. 빠른 작용: 염화칼슘은 빠르게 작용하여 얼음을 녹이고, 효과도 상대적으로 오래 지속됩니다.
4. 부식성 감소: 일부 다른 제설제들보다는 차량이나 도로 인프라에 덜 해롭습니다 

그럼에도 불구하고, 다른 제설제들도 널리 사용됩니다. 예를 들어:

• 염화나트륨(소금): 가장 일반적이고 가장 저렴한 제설제이지만, 부식성이 너무 크고, 환경에 이지만 부식성이 높고 환경에 해를 끼칠 수 있습니다.
• 염화마그네슘: 염화칼슘과 유사하지만 덜 부식성이고, 동물에게 더 안전합니다.
• 모래나 자갈: 얼음을 녹이지는 않지만 미끄럼을 방지하는 데 도움을 줍니다.

종합적으로 보면, 각 제설제의 초기 구매 비용은 염화나트륨 < 염화마그네슘 < 염화칼슘 순으로 높지만,
염화칼슘이 상대적으로 효과가 오래 지속되기 때문에 장기적인 환경 및 유지보수 비용을 고려하니, 염화칼슘이 선택되는 경우가 많다고 합니다.
 
각 지역의 기후 조건, 환경 보호 정책, 도로 상태 및 예산과 같은 요소들이 제설제 선택에 영향을 미칩니다.