道路の凍結を防ぐ凍結防止剤融雪塩の正体

凍結防止剤、融雪塩とは

塩化カルシウム

 寒くて道路が凍結することが多くなりました。そんなとき頼りになるのが、橋などの凍りやすい場所によく置いてある凍結防止剤です。

 凍結防止剤とか融雪塩とかいいますが、その言葉の使い分けに明確な定義はないようです。融雪塩は意味からして「雪を融かす塩」ですから、雪が積もっていない乾いた道路や濡れた道路に撒く場合には使うのはおかしいので、この場合は「凍結防止剤」でしょう。

 融雪塩は、雪や氷を融かすために使う場合の呼び方ですが、まだ柔らかい雪の上に撒いて凍結状態を防ぐので「凍結防止剤」という言葉も併用されます。面倒なので「凍結防止剤」で統一しましょう。

 凍結防止剤として、日本の道路に置いてあるのは「塩化カルシウム」という物質がほとんどです。

凍結防止剤の効果

 凍結防止剤は、水に溶けることで水の凝固点を下げる「凝固点降下」という現象を利用しています。水は0℃で凍りますが、他の物質が溶けると0℃でも凍らなくなる現象です。もちろん、もっと温度が下がると凍るので極寒の地では効果はありません。

 塩化カルシウムは水に良く溶けることもあり、気温が-20℃くらいまでなら充分な効果が期待できます(飽和溶液は-51℃まで凍らないので、それ以上なら多少の効果はあるでしょう)。

 凝固点降下は水に溶けるものならどんな物質でも起きる現象なので、何を使ってもいいのですが、水に良く溶けて、凝固点降下が大きく、できるだけ害がなく、できるだけ安いものということで塩化カルシウムが使われています。また、塩化カルシウムは水に溶けるとき発熱するので、速攻性があるのも良く使われる要因です。

何故、凝固点降下が起きるのか?

 何故、凝固点降下が起きるのでしょうか? ちょっと簡単に説明してみます。

 まず、凝固点降下を起こすためには、水に溶けなければなりません。水に溶けるのは、その方が安定だからです。溶けずに分離している方が安定なものは、そもそも水に溶けません。

 ここで、水溶液の温度を下げていくと、ある温度で水が氷になり始めます。氷は氷です。何も溶けていません(少なくともミクロでは)。せっかく溶けて安定になっていたものが、分離されてしまうということです。安定な状態を破壊してまで凍るためには、それなりの犠牲が必要です。その犠牲を払ってでも凍った方がいいという温度まで凝固点が低下するのです。

 きっちり説明しようとすると熱力学が必要になるのですが、大体こんなイメージだと思っておいてください。

塩化カルシウムって何?

塩化カルシウムの他の用途

 凍結防止剤に使われている塩化カルシウム。実は他にも身近なところで使われています。乾燥剤です。数mm程度の粒状の白い乾燥剤を見たことありませんか? 「水とり○○さん」とかに入っているやつです。あれは、まさに塩化カルシウムです。というより、凍結防止剤(粒状)と全く同じものです。

 道路の横に置いてある凍結防止剤(塩化カルシウム(粒状)と書かれているもの)を持って帰って、乾燥剤の詰め替え用に使うこともできます。やったら駄目ですが。

自然界にある塩化カルシウム

 塩化カルシウムは自然界にもごく普通にあります。海水には山ほど溶けてます。ですから、自然を破壊するような有害物質ではありません。でも害がない訳ではありません。海の近くで塩害と呼ばれる現象がありますが、それと同じです。金属をさびやすくする。農作物の生育に影響を与える……、海辺で問題になることと同じ問題が発生します。

 凍結防止剤が撒かれた道路を走った後は車を洗う、ということは良く知られていますが、他にも橋などの腐食や道路近くの農作物への影響などもあるので、必要以上に撒くことは避けた方がいいでしょう。

塩化カルシウムの製造方法

 塩化カルシウムは、炭酸ナトリウムというガラスの原料などになる重要な物質を製造するときに、副生物として出てきます。アンモニアソーダ法とかソルベー法とか呼ばれる、化学の世界では一番有名だと言っていいほどの、工業的な化学製造方法です。

 ですから、ガラスなどのソーダ産業が好調なときには余るくらい出来てきますし、ソーダ産業が不調なときは足りなくなったりします。

 塩化カルシウムの需要に合わせて、製造量をコントロールできるものではないのです。まあ、だからこそ安いのですが。

塩化カルシウムを巻くとき

 塩化カルシウムを「今日は凍結しそうだから」と乾いた道路に撒くのは止めましょう。まん丸い、粒状の物を撒いたら滑って危険です。それだけではありません。塩化カルシウムは乾燥剤です。水とり○○さんを使い終わったときどうなっていますか? ドロドロの液体です。塩化カルシウムを乾いた道路に撒くと、そのうちドロドロの液体になってしまいます。こんなものが道路の上にあると、やっぱり滑ります。

 乾燥した道路に塩化カルシウムを巻くと滑りやすくなるのです。凍結状態よりはましですが、滑らない道路をあえて滑るようにしてまで撒く必要性をよく考えましょう。 

 ちなみに、塩化カルシウムとは別に、凍結する前に乾いた道路に撒くために良く使われている凍結防止剤があります。何でしょう?

 塩化ナトリウムです。食塩です。

 食塩は吸湿しないので塩化カルシウムのような問題はありません。ただ、溶解度が塩化カルシウムより低く効果は小さいという問題があります。

 岩塩がいくらでも採れる国では、塩化カルシウムをあまり使わず、ほとんど塩化ナトリウムを使っているところもあるようです。