눈이 오면 뿌리는 제설제의 과학적 원리가 어떻게 되나요?

Question

며칠 사이에 전국적으로 눈이 왔습니다.

그래서 길에 혹은 도로에 비치된 제설제를 눈 쌓인 곳에 뿌렸는데~!!

신기하게만큼 눈이 빨리 녹더라구요~~!!!

눈이 오면 뿌리는 제설제가 눈을 녹이는 과학적 원리가 어떻게 되는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

우리 일상에서 가장 흔하게 볼 수 있는 제설제는 염화칼슘(CaCl2·2H20)과 소금인 염화나트륨(NaCl)입니다. 이 두 물질은 공통적으로 염소 이온(Cl-)를 포함한 염화물계 제설제인데요. 염화물계 제설제는 제설 능력도 좋고, 가격도 저렴하기 때문에 흔히 사용되고 있습니다. 이중에서 염화나트륨은 가격이 싸고 손쉽게 구할 수 있죠.

아주 추운 곳에서는 -32℃에서도 제설 효과가 있는 염화칼슘(CaCl2·2H20)을 제설제로 사용할 수 있습니다. 염화칼슘은 본인 무게의 14배의 물을 흡수할정도로 흡습성이 뛰어난데요. 또, 물에 녹을 때 열을 방출해 주변을 따뜻하게 합니다.

물에 녹으면서 동시에 열도 뿜어내니 제설제로서는 아주 탁월한 물질이죠. 염화칼슘으로 녹인 눈은 - 50℃까지 얼지 않기 때문에 추운 지역에서 쓰기에 제격입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.

순수한 물의 어는점은 0도씨 이지만

뭔가 이물질이 들어간 오염물의 어는점은 0도씨보다 낮습니다.

이러한 현상은 어는점 내림이라는 현상으로

온도가 내려가면 물분자들끼리 서로 손을 붙잡으려는 현상이 일어나는데

그 사이에 불순물들이 끼어들어 그 활동을 방해하는 것입니다.

따라서 더 낮은 온도가 필요해집니다.

따라서 제설제를 뿌리면 물과 얼음에 어는점 내림 현상이 나타나서

0도씨가 아니고 훨씬 더 낮은 온도 즉 영하 5도 영하 10도 이런 온도가 되어야 얼음이 얼수있게 됨으로

영하 1도 2도 3도 이런 애매한 온도일때는 얼음상태가 아니고 물 상태로 존재하게 됩니다.

따라서 얼음이 녹습니다.

Answer 3

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 제설제로 주로 쓰이는 것은 염화칼슘입니다. 염화 칼슘은 염소(CI)와 칼슘(Ca)이 반응해 만들어진 화합물로 석회암에 염산을 가한 후 농축한 백색의 결정입니다. 이전에는 보통 염화나트륨(순수화학약품)이 쓰였는데 현재는 눈을 더 빠르게 녹이는 염화칼슘이 주가 되었습니다. 우리나라에서 염화칼슘을 제설제로 쓰기 시작한 것은 1969년 12월로 당시 서울시에 4cm의 눈이 쌓이자 삼각지와 청계천 고가도로 입구에 뿌린 것이 최초입니다.

그렇다면 염화칼슘이 어떻게 눈을 녹이는 것일까요? 염화칼슘이 눈을 녹일 수 있는 것은 '어는점 내림(Freezing point depression)’, 말 그대로 어는온도를 낮추는 것입니다. 물이 얼기 위해서는(고체가 되기 위해서는) 이웃한 물 분자들이 서로 일정한배열을 이뤄야 합니다. 이때 물 분자 사이에 다른 종류의 분자가 있으면 배열을 이루는 데 방해가 됩니다. 불순물이 섞이지 않은 물은 0℃에서 얼지만 다른 화학물질이 녹아 있는 용액은 어는점이 0℃ 아래로 내려갑니다. 이렇게 낮아진 어는점이 외부 온도보다 낮으면 얼음은 지속적으로 녹게 되는 것이죠.여기서 방해하는 역할을 제설제가 맡습니다.

출처 : 기상청 블로그 - 친환경 제설제를 찾아서

Answer 4

안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.

염화칼슘 1g은 주변의 물 14g을 흡수하는데 자신의 무게보다 14배 이상의 물을 흡수할수 있습니다

즉 제습력이 아주 뛰어납니다.

그리고 염화칼슘이 주변의 습기를 흡수하면서 녹을 때 열이 발생합니다.

여기에 녹은 눈이 다시 잘 얼지도 않게 하는 효과도 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

염화칼슘등의 제설제는 눈과 만나게 되면 물분자와 이온 결합을 통해 물의 어는점을 낮추게 됩닏.

따라서 0도이하에서 어는 물을 영하 10도 이하에서 어는 물로 변하게 만드는 것입니다.

이로 인해 물이 얼지 않고 녹아 주변에 퍼지면서 주변의 눈이나 얼음을 녹이는 것입니다.

Answer 6

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

뿌리는 제설제는 눈의 어는점을 낮춰 눈을 녹이는 역할을 합니다. 뿌리는 주로 염화칼슘, 염화나트륨, 황산마그네슘 등의 화학물질로 구성되어 있습니다. 이러한 화학물질들은 물과 반응하여 염을 생성합니다. 염은 물의 어는점을 낮추는 작용을 합니다. 따라서 눈 위에 뿌리를 뿌리면 눈의 어는점이 낮아져서 눈이 녹게 됩니다.