제설제인 염화칼슘(CaCl2)이 철을 부식시켜 차량이 손상되는 이유

제설제인 염화칼슘(CaCl2)이 철을 부식시켜 차량이 손상되는 이유

 

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[사진출처] en.wikipedia.org

 

 

금속의 부식이란 산화-환원 반응에 의해 금속이 손상되는 현상을 의미합니다.

( 또는 자발적인 산화-환원 반응에 의해 금속이 자연 상태로 되돌아가는 것을 의미 )

 

금속의 부식 중, 대표적인 예가 철이 녹스는 것입니다.

이때 필요한 물질이 두 가지가 있는데, 그것은 공기 중에 존재하는 산소와 물입니다.

철이 공기 중의 산소와 만나면, 철과 산소 사이에 산화-환원 반응이 일어나며,

그 결과 철은 산화되고, 산소는 환원됩니다.

그럼 물은 왜 필요할까요?

물은 일종의 전선(전깃줄, 도선)과 같은 역할을 합니다. 산화-환원 반응이 일어나려면 철과 산소가 전자를 주고받아야 하는데, 이때 물이 전자를 중개하는 역할을 합니다.

 

철과 산소 사이의 산화-환원 반응식에 관한 자세한 설명은 아래 링크를 참고하세요.

https://ywpop.tistory.com/2896

 

 

 

지금까지 설명한 대로라면, 철이 녹스는 데는 산소와 물만 있으면 됩니다.

그렇다면 염화칼슘은 어떻게 해서 철을 부식시키는 것일까요?

 

그것은 염화칼슘의 조해성, 흡습성 때문입니다.

 

 

도로에 쌓인 눈을 녹이기 위해 염화칼슘을 뿌리면, 눈이 녹습니다.

이때 자동차가 지나가면 물이 튀면서 염화칼슘이 자동차에 묻습니다.

염화칼슘은 눈을 녹이는 성질뿐만 아니라 앞에서 설명한 조해성과 물을 잘 흡수하는 성질을 갖고 있기 때문에, 자동차에 염화칼슘이 묻어 있으면, 염화칼슘이 공기 중의 수분을 흡수해서 물방울이 형성됩니다.

그런데 이 물방울은 앞에서 설명한 일반적인 철(자동차)의 부식에 사용된 물과 비교할 때, 그 양과 질에 있어서 엄청난 차이가 있습니다.

일단 물의 양이 훨씬 많습니다. 그리고 그 물속에는 염화칼슘이 용해되어 생성된 이온들이 존재하는데, 이 이온들이 전해질 역할을 하기 때문에 물의 전기전도도가 훨씬 높습니다.

 

이런 차이 때문에, 염화칼슘이 존재하면, 철과 산소는 더 쉽고, 더 빠르게 전자를 주고받을 수 있습니다. 즉, 철의 산화 반응이 훨씬 빠르게 진행됩니다.

 

 

정리하면,

염화칼슘은 철의 부식 속도를 증가시킬 뿐, 철의 산화-환원 반응에는 직접 참여하지 않습니다.

즉, 염화칼슘의 존재 유무와 상관없이, 철의 부식과 관련된 산화-환원 반응식은 변하지 않습니다.

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4745 ] 염화칼슘 제설제의 원리.