염화칼슘이 뭐야

염화칼슘은 염소(Cl)와 칼슘(Ca)이 반응하여 만들어진 이온성 화합물로서 탄산칼슘과 묽은 염산을 반응시키면 얻을 수 있으며 화학반응식은 다음과 같다.

  CaCO3(s) + 2HCl(aq) -> CaCl2(s) + H2O(l) + CO2(g)

수용액상태로 생성되나 약 300℃에서는 무수물인 CaCl2를 얻을 수 있다.

무수물은 조해성이 있는 사방정계의 백색 결정으로서 염화칼슘은 소금보다 흡수성이 강하다. 가격은 천연에서 얻어지는 소금보다는 높지만 초기 융빙 효과가 우수하여 국내에서는 가장 많이 사용되고 있는 제설제이다. 

염화칼슘은 습도가 낮을 때에는 물과 결합하여 노면에 부착되고 소금보다 조기에 해빙작용이 시작되며 용해과정에서는 소금과 반대로 열을 발산하여 이 열에 의해 용해작용을 돕는다. 20%의 염화칼슘 용액은 -20℃까지 얼지 않으며 30%의 용액은 -54℃까지 얼지 않는다. 

염화칼슘이 눈과 얼음을 녹이는 윈리

   조해 ⇒ 융해열 발생 ⇒ 눈과 반응 ⇒ 제설 ⇒ 빙점 강하

조해성이란 고체가 대기중에 방치되었을 때 대기중의 수증기가 흡수 용해되는 현상이다. 해당 포화용액의 수증기압이 낮을수록 조해성이 좋으며, 우리나라와 같이 동절기에 저온 건조한 조건에서는 염화칼슘이 월등하다.

염화칼슘을 공기나 눈 또는 얼음같은 수분과 접촉하면 수분을 흡수하면서 그 수분에 의하여 녹는 성질을 조해성이라고 하는 것이다. 즉 염화칼슘용액이 되면서 어느점 내림 현상이 발생한다. 눈이나 얼음의 경우 순수한 물보다 어는점이 낮아지게 되어 염화칼슘을 뿌린 주변의 얼음들이 녹게 되는 것이다. 

 ① 조해과정 : 녹는다 ② 용해열 발생 : 융해시 열이 발생한다. ③ 눈이 녹는다. ④ 녹은 눈이 제설제가 혼합되어 물이 된다. ⑤ 이물은 일반 물과 다르게 빙점이 대단히 낮아 거리가 쉽게 얼지 않는다.

염화칼슘이 눈이나 얼음위에 살포되면 염화칼슘의 강한 흡수성과 발열성에 의해 눈이나 얼음이 녹게 되는데 이때 용해에 필요한 열량 (80cal/얼음 1g당)은 염화칼슘의 용해열에 의해 공급된다.

염화칼슘의 피해는

1) 부식현상

바닷물의 부식현상을 잘 알고 있을 것이다. 바닷물의 염분농도는 약 4%이다. 염화나트륨과 유사한 염소성분을 가진 염화칼슘은 염소이온으로 분리되어 철과 반응하여 염화철을 형성하며 심각한 부식현상을 일으킨다.

2) 중금속 오염

국내에 사용되는 염화칼슘의 농도는 74%가 대부분이다. 즉 공업용 염화칼슘에는 상당량의 불순물이 포함되어 있는데, 그 성분의 상당부분은 납(pb), 비소(As), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 크롬(Cr), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn)과 같은 중금속들이다. 염화칼슘의 대량 살포는 환경적인 면에서 절대 용인할 수 없는 이러한 중금속의 대량살포로 이어지고 전국이 중금속에 오염되는 심각한 문제를 일으킨다.

3) 분진피해

염화칼슘이 제설작용을 하지만 미세 분말들은 대기중으로 부유되어 사람들의 호흡기로 침투할 수 있다. 한 겨울 뿐 아니라 봄철에도 도로에 남아있는 염화칼슘 분진들이 부유할 수 있으므로 대대적인 도로 청소 등이 필요하다.

4) 도로포트홀 현상 촉진

포트홀은 아스팔트 포장의 표면에 생기는 국부적인 구멍으로서 발생 원인은 부실시공, 자재의 품질불량, 배수구조불량 그리고 염화칼슘 발열에 의한 원인을 들 수 있다. 여르에도 발생하지만 겨울철 눈이 내린 후 대량 살포된 염화칼슘 등이 포트홀현상을 촉진시키는 것으로 알려져 있다.

5) 식물의 성장을 방해

염화칼슘에 의한 수목 피해는 토양이 염류 축적으로 알칼리성화 되어 수목의 정상적인의 생리작용을 방해하여 수분이동의 불균형을 초래한다.

또 수목의 뿌리로 흡수된 염류는 수목에 치명적인 생리장애를 일으켜 수목의 황화현상과 괴사, 조기낙엽, 신진대사 장애 등의 독성을 나타낸다. 

6) 하천오염

염화칼슘은 하천의 염소와 칼슘 농도를 높여 미생물의 활성을 떨어뜨리는 등 수질을 오염시키는 원인이 된다.면 염화칼슘은 물에 녹아서 칼슘 이온과 염소이온으로 분해되어 하천으로 이동한다. 즉 하천의 염소와 칼슘의 농도를 높여서 미생물의 활성을 떨어뜨리는 등 수질을 오염시키는 원인이 된다.