Різниця між температурою евтектики і робочою температурою залежить від багатьох факторів, в тому числі від молекулярної будови речовини, його розчинності, виду яка протікає реакції розчинення (ендо- або екзометріческая), кількості що виділяється / поглинається тепла і т.д.
Наприклад, хлорид натрію розчиняється з поглинанням тепла. Охолоджуюча здатність солі використовується в холодильниках і при виробництві морозива, але не покращує її протиожеледних властивості. Температура розчину хлориду натрію на дорозі може бути на кілька градусів нижче, ніж температура повітря. Саме тому технічну сіль (галіт) не рекомендують використовувати при температурі нижче -9-12С, щоб уникнути повторного зледеніння поверхонь.
Дуже низькою робочою температурою мають ацетат і форміат калію. Але ацетати через який виділяється при розчиненні різкого запаху оцту заборонені до застосування в населених пунктах. До того ж вартість ацетату і форміату калію досить висока - понад 60 тис рублів за тонну. Тому ці реагенти використовують в основному для боротьби з ожеледицею на аеродромах, де важливо не тільки позбутися від криги, а й зберегти повітряні судна від корозії. У ацетатов і формиатов найменший показник корозійної активності з усіх протиожеледних реагентів.
Плавкими здатність - кількість льоду, яке може розплавити один грам реагенту. Суміші різних солей мають кращу плавкими здатністю, ніж однокомпонентні реагенти. Так що плавиться здатність хлоридів натрію, кальцію і магнію в окремо приблизно однакова, але значно поступається за цим показником суміші з хлоридів кальцію і натрію в співвідношенні один до трьох.
Хлорид магнію, на відміну від хлоридів натрію, кальцію та інших, які використовуються в якості ПГР речовин, робить дуже серйозний руйнівний вплив на бетонні дорожні покриття. При так званої магнезіальною корозії відбувається заміщення кальцію в бетоні на магній. Утворений при цьому гідроксид магнію дуже мало розчинний у воді, тому така реакція йде до повного витрачання кальцію і переходу його в ту чи іншу розчинну сіль, вимиває з бетону. Все це супроводжується руйнуванням бетону. Корозія цементу під дією MgCl2 стає значною, якщо концентрація його в воді перевищує 1,5 - 2%. При використанні протиожеледних реагентів, як правило, створюються концентрації, які набагато перевищують вказані значення. Використання хлориду магнію в якості реагенту для доріг може призвести до прискореного руйнування елементів ОДХ: бордюрів, бетонних покриттів, ліхтарних стовпів і т.д.
Також дуже важливо, яку в'язкість мають реагенти для доріг, адже від неї безпосередньо залежить слизькість дорожнього покриття - чим вище в'язкість, тим нижче коефіцієнт зчеплення з дорогою. Розчини хлориду магнію мають дуже великий в'язкістю, відповідно, при високій концентрації речовини коефіцієнт зчеплення коліс з дорожнім покриттям складає менше 0,28. Це значення неприпустимо з точки зору безпеки дорожнього руху. В'язкість у 26% розчину хлориду магнію - 9.56 сантипуаз при 5С, що перевищує гранично допустимі показники майже в 2 рази. При цьому при зниженні температури повітря в'язкість бішофіту зростає. Якщо прийняти зчеплення коліс з сухим асфальтом за 100 відсотків, то зчеплення коліс з полотном, обробленим розчином хлориду магнію - всього 65 відсотків. В'язкість розчинів хлориду магнію значно вище, ніж хлориду кальцію і натрію (див. Таблицю 2)
Таблиця 2 В'язкість деяких солей протиожеледних матеріалів в залежності від температури
Тобто, як видно з таблиці, щоб уникнути появи слизькій плівки на дорозі, хлористий магній в чистому вигляді використовувати не можна.
Що стосується класу небезпеки бішофіту, то за даними досліджень НДІ ЕЧ і ДОС ІМ. А.Н. Сисіна бішофіт через високий вміст потенційно токсичних елементів (першого і другого класів небезпеки): селену, фтору, брому і йоду відноситься до 2-го класу небезпеки (високонебезпечні речовини). При цьому, як було сказано вище, склад і домішки розсолу значно відрізняються один від одного в залежності від пластів і родовищ. Видалення потенційно небезпечних домішок з бішофіту - досить дорогий процес, що робить бішофіт нерентабельним з точки зору продажів як протиожеледного реагенту. Тому процес видобутку цього розсолу максимально спрощений. Що однозначно позначається на його якості та екологічної безпеки, а також негативно впливає на стабільність хімічного складу.
З огляду на вищесказане, можна зробити наступні висновки:
1. Як протиожеледних реагент бішофіт не є ефективним: плавкими здатність хлориду магнію в 2-2,5 рази нижче, ніж у інших солей;
2. При цьому корозійна активність на метали у хлористого магнію може перевищувати гранично допустимі для протиожеледних матеріалів значення. У рідкого хлористого магнію вона вище, ніж у твердого;
3. Хлористий магній викликає прискорене руйнування бетону - виникає магнезіальних корозія. Вона має високі значення навіть при незначних концентраціях речовини (1,5-2%);
4. Бішофіт є дуже в'язким речовиною, а значить застосування його на дорогах може призвести до появи слизькій плівки і, відповідно, до виникнення аварійних ситуацій. Зі зниженням температури в'язкість хлористого магнію зростає;
5. Бішофіт відноситься до другого класу небезпеки - небезпечні речовини - і містить більше 62 елементів з таблиці Менделєєва.
1.3 Бішофіт і його вплив на навколишнє середовище і здоров'я людини
Повторимося, що згідно з дослідженнями ФГБУ "Науково-дослідний інститут екології людини та гігієни навколишнього середовища ім. А.Н. Сисіна "хлористий магній є токсичним з усіх хлоридів, які використовуються як протиожеледних реагенти, і відноситься до 2-го класу небезпеки.
У чому ж саме полягає небезпека для навколишнього середовища?
Досить сказати, що хлористий магній у вигляді розчину бішофіту широко використовується в сільськогосподарській практиці як десикант - речовина, що сприяє усихання, відмирання і обпадання листя. 2% - 5% розчином бішофіту обробляють рослини від шкідників. Тобто 5% розчин бішофіту є згубним для комах. Розчин бішофіту більше 5% викликає опіки листя і плодів. Магній ж має властивість накопичуватися в грунті, забруднюючи її, а значить протиожеледних реагенти, що містять хлорид магнію, можуть становити велику небезпеку для рослинності, особливо при постійному їх використанні в великій кількості.
З висновку НДІ ім. Сисіна "Санітарно-гігієнічні характеристики деяких речовин, що входять до складу ПГМ" випливає, що використання бішофіту негативно впливає і на процеси самоочищення водойм, на мікроорганізми. Експериментальним шляхом було доведено: щоб виключити несприятливий вплив на водойми, концентрація хлористого магнію не повинна перевищувати 0,02 мг / л (наприклад, для хлористого кальцію дана концентрація - 1000 мг / л, для хлористого натрію - 350 мг / л). Хлорид магнію втрачає токсичність по відношенню до дерев і мікрофлорі грунту лише при зменшенні концентрації речовини в 700 разів. При концентрації 1: 700 розчин бішофіту не містить домішок важких металів і інших хімічних речовин в небезпечних концентраціях. Але в такому випадку бішофіт повністю втрачає властивості протиожеледного реагенту, що робить його використання безглуздим.
У бішофіту містяться в значних концентраціях сполуки потенційно токсичних елементів (першого і другого класів небезпеки): важких металів, галогенів - фтору, брому і йоду. Останні в високих концентраціях є потенційно небезпечними для рослин і тварин, а також для людини.
Відзначимо, що бішофіт використовують в медицині. Розчином або маззю лікують суглоби, але лікування проводять під суворим контролем лікаря і не більше 10 днів. Розсіл містить магній, фтор, бром, стронцій, цезій, залізо, миш'як, кремній, фосфор, молібден і ще більше десятка елементів таблиці Менделєєва. Перебуваючи в розчиненому стані, ці елементи мають високу активність. Вони легко проникають в шкіру і кров людини, розносяться по організму і накопичуються в ньому. З огляду на цю особливість, лікування бішофітом проводять коротким курсом, мікродозами і точково.
При щоденному тривалому застосуванні бішофіту можливі:
- роздратування тканин, шкірні алергічні реакції;
- поява ознак йодизму, бромізму (надлишку йоду і брому): загальмованості, апатії, порушення пам'яті. Надлишок йоду блокує роботу щитовидної залози, при вагітності призводить до генетичних каліцтва плоду.
Надлишок магнію (в бішофіт його до 430 г / л) в організмі веде до слабкості, зниження артеріального тиску, розладу дихання, аж до зупинки серця. Навіть в інструкції по застосуванню бішофіту написано, що контакт з цією речовиною протипоказаний хворим з порушеннями у функціонуванні серцево-судинної системи.
Висока биоактивность бішофіту може стати проблемою для працівників комунального господарства, які будуть щодня контактувати з даних речовиною при застосуванні його в якості протиожеледного реагенту, а також для домашніх тварин. Щоденні прогулянки по снігу з домішкою бішофіту можуть завдати шкоди організму тварини, якщо його лапи не захищені взуттям. Як зазначено в інструкції до бішофіту, він може всмоктуватися через шкірні покриви (лапи тварини) і приводити до загальної інтоксикації організму аж до летального результату.
З огляду на, що бішофіт має суттєвий негативний вплив на здоров'я людини, тварин і на навколишнє середовище, як протиожеледних реагент він застосовуватися не повинен.
В ході роботи над рефератом вдалося зробити наступні висновки:
1. Бішофіт, що є найбільш поширеною сіллю, що містить хлорид магнію - найтоксичніший з усіх хлоридів, які використовуються як протиожеледних реагенти. У ряді випадків він відноситься до 2 класу небезпеки;
2. Бішофіт містить сполуки потенційно токсичних елементів (першого і другого класів небезпеки): важких металів - селену, фтору, брому. Тобто в високих концентраціях дана речовина становить небезпеку для рослин і тварин, а також для людини;
3. Корозійна активність, яку має протиожеледних реагент бішофіт, перевищує граничні значення, встановлені на федеральному рівні, при цьому, що плавиться здатність речовини в 2-2,5 нижче, ніж у інших солей, так як діючої речовини в бішофіт не більше 48%. Решта - кристалічна волога;
4. В'язкість хлористого магнію і розчинів бішофіту в два рази перевищує норми, які встановлені на федеральному рівні. При цьому зі зниженням температури в'язкість зростає. Це призводить до утворення слизькій плівки на проїжджій частині і, відповідно, сприяє виникненню аварій;
5. Хлористий магній - самий агресивний хлорид по впливу на бетонні покриття. Навіть при концентрації 1,5-2% він викликає магнезіальних корозію, яка прискорює руйнування бетону;
Протиожеледних реагент Бішофіт загрожує здоров'ю людей, завдає шкоди навколишньому середовищу, тваринам і рослинам. Лише при співвідношенні з водою 1: 700 розчин бішофіту не містить домішок важких металів і інших хімічних речовин в небезпечних кількостях. Але при такій концентрації бішофіт повністю втрачає властивості протиожеледного реагенту. А значить, його використання безглуздо.
Хлорид магнію можливо використовувати в незначних кількостях лише в якості компонента в багатокомпонентних протиожеледних матеріалах з обов'язковим додаванням інгібуючих речовин (наприклад, форміату натрію).
Список використаної літератури
1. Маслов Б.С. та ін. Довідник по меліорації. - М. Росагропромиздат, 1989
3. Роз'яснення про можливість застосування бішофіту №39 / 22-РЕТ від 14.05.212
4. Звіт ФГБУ "Науково-дослідний інститут екології людини та гігієни навколишнього середовища ім. А.Н. Сисіна "по темі:" Порівняльна гігієнічна характеристика основних хімічних компонентів деяких протиожеледних матеріалів "
5. Висновок експертів Центру громадської хіміко-екологічної експертизи "ЕХО" про використання хлориду магнію в якості протиожеледного засобу в якості однокомпонентного реагенту і в складі багатокомпонентних протиожеледних матеріалів.