안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
겨울철 도로의 안전을 책임지는 제설제는 간단해 보이지만, 아주 유용한 화학 및 물리 현상이 숨어 있습니다. 제설제의 성분과 눈을 녹이는 원리를 알기 쉽게 설명해 드릴게요.
가장 흔히 쓰이는 제설제는 주로 염화물 계열의 염입니다.첫재로 염화칼슘은 가장 대표적인 제설제입니다. 눈을 녹이는 속도가 매우 빠르고 아주 낮은 온도에서도 효과를 발휘합니다. 둘째로 염화나트륨은 우리가 잘 아는 '소금'입니다. 염화칼슘보다 가격이 저렴해서 염화칼슘과 일정 비율로 섞어서 많이 사용합니다.셋째로 염화마그네슘은 염화칼슘과 유사한 특성을 지닌 보조 제설제입니다.
마지막으로 친환경 제제설는 염화물 계열이 도로 부식이나 식물 말라죽음 등을 유발하기 때문에, 이를 보완하기 위해 유기산 아세테이트나 곡물 추출물 등을 활용한 제품도 늘어나고 있습니다.
제설제가 눈을 녹이는 원리는 어는점 내림 현상을 이용합니다. 순수한 물은 0도에서 얼어 얼음이 됩니다. 하지만 물에 제설제가 녹아 이온 형태로 분해되면, 이 이온들이 물 분자들이 서로 결합하여 결정을 만드는 과정을 방해합니다. 즉, 영하의 기온에서도 도로 위의 눈이 녹은 물이 얼지 않고 액체 상태를 유지하게 만드는 것입니다.
또한, 염화칼슘이 공기 중의 수분이나 눈과 만나 녹을 때 다량의 열을 발생시킵니다. 이 열이 주변의 눈을 순식간에 녹여 물로 만들고, 녹아 나온 물이 다시 염화칼슘을 녹여 더 많은 열을 내는 연쇄 반응이 일어납니다.
염화칼슘은 공기 중의 수분을 스스로 흡수하여 녹는 성질이 매우 강합니다. 덕분에 건조한 눈 위에 뿌려도 주변 습기를 빠르게 흡수해 스스로 녹기 시작하면서 발열 작용을 일으킵니다.