눈 오는 날 제설 작업을 위해 왜 염화칼슘을 뿌릴까? (2편) 完

< 눈 오는 날 제설 작업을 위해 왜 염화칼슘을 뿌릴까? > 2/2 完

지난 시간에는 물의 상평형도 그림이 다른 물질과 틀리게 융해곡선이 음의 방향으로 형성되어 있어서 같은 온도일때 압력이 높아지면 고체에서 액체로 변할수가 있고 이러한 특성때문에 눈이 쌓인 도로에 자동차가 눈을 밟고 다니면 높아진 압력으로 눈이 녹아 액체로 변해 쌓인 눈이 질척거린다라고 설명을 하였다.  (아래 포스팅 그림2 참조)

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눈 오는 날 제설 작업을 위해 왜 염화칼슘을 뿌릴까? (1편)

도로에 눈이 쌓이면 앞선 포스팅에서 말한 바와 같이 자동차의 누르는 압력으로 자연스럽게 눈이 녹기도 하지만, 인공적으로 빨리 녹게 하기 위해서는 공무원들이 도로 바닥에 염화칼슘(CaCl2)이라는 것을 투입을 한다.

염화칼슘을 넣으면 어떤일이 벌어질까? 바로 어는점 내림이란 현상이 발생이 된다.

어는점 내림을 이해하기 위해선 용매, 용질, 용액에 대한 정의를 알아야 한다. 설탕물을 예로 들어보겠다. 

물에 설탕이 녹아 있는 형태를 설탕물이라고 할수 있을텐데, 여기서 설탕은 용질(solute), 물을 용매(solvent) 그리고 물에 녹아있는 설탕의 형태인 설탕물을 용액(solution)이라고 칭한다.

어는점 내림은 순수한 용매의 고유 어는점이 있는데, 여기에 용질이 추가가 되어 용액이 되었을때 용매보다 어는점이 낮아지는 현상을 일컺는다.

보통 어는점 내림을 볼수 있는 현장이 바로 바닷가이다. 물의 어는점을 상식적으로 섭씨 0도로 알고 있는데 겨울철 바다는 영하로 떨어져도 얼지 않는다. 이는 바닷물 안에는 소금(NaCl)을 포함한 각종 물질들이 포함되어 있어 이것이 물의 어는것을 방해하여 어는점을 내렸기 때문이다.

일반적으로 순수한 용매 상태가 얼때를 생각해보자. 언다는 과정은 응고가 된다라는 과정으로 바꾸 말할수가 있는데, 이 응고가 될때 화학적으로 열에너지가 외부로 방출이 되고 일정한 형태의 규칙적인 배열 형태를 이루게 되는데 이 순수한 용매에 이질적인 용질을 첨가하게 되면 용매가 응고가 되는 과정에서 규칙적인 배열을 용질이 방해를 하고 에너지적으로 불안하기 때문에 더 많은 열 에너지를 빼앗아야 응고가 이뤄지게 된다. 이런 현상을 바로 어는점 내림이라고 하는 것이다.

따라서 눈이 오는날 염화칼슘을 뿌리는 이유는 자동차 자체 무게로 인한 압력으로 눈이 녹앗을때 염화칼슘이란 이물질이 물속에 첨가가 되어 영하의 온도에서 염화칼슘이 포함된 물이 에너지적으로 불안하게 되어 잘 얼지 못하도록 유도 하기 위함이다.

게다가 어는점 내림은 물질이 분해하여 많은 이온 개수가 생기면 더 극적인 효과가 이뤄지는데 CaCl2가 물에서 해리가 되어 이온화가 되면 한개의 Ca2+와 2개의 Cl-로 분리가 되기 때문에 염화칼슘(CalCl2) 1개에서 3개의 이온이 해리가 되어 나오므로 어는점 내림을 더 극적으로 발현시킬수가 있다.

일반적으로 염화칼슘이 녹은 물은 영하 50도 가량에서 언다라고 보고가 되어져 있다.

#아이비과학 #아이비기술 #염화칼슘 #어는점내림