ضد یخ چیست؟

ضد یخ چیست؟

ضد یخ نوعی ماده افزودنی است که به کمک آن می‌توان نقطه انجماد مایعات پایه آبی را کاهش داد. در محیط‌ های سرد،‌ از مخلوط ضد یخ بمنظور کاهش نقطه انجماد مایعات استفاده می‌کنند. ضد یخ معمول که در فروشگاه‌ها یافت می‌شود، علاوه بر کاهش نقطه انجماد، نقطه جوش مایعات را نیز افزایش می‌دهد. در نتیجه، اگر از این مایعات به عنوان خنک‌کننده استفاده شود، می‌توانند دمای بالاتری را جهت خنک‌کنندگی تحمل کنند. از آن‌جایی‌که آب، خواص مناسبی به عنوان خنک‌کننده دارد،‌ از مخلوط آب و ضدیخ در موتورهای درونسوز بهره می‌گیرند. از جمله وظایف ضدیخ، جلوگیری از ترک خوردن محفظه‌ها و لوله‌های حاوی آب، به هنگام انجماد و منبسط شدن آن است.

پایه و اساس ضد یخ

در گذشته، آب، اصلی‌ترین سیال خنک‌کننده در موتورهای درون‌سوز به شمار می‌آمد. آب، مایعی ارزان، غیرسمی و با ظرفیت گرمایی بالا است. البته، تغییرات این مایع، تنها در بازه‌ای محدود به ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد که به هنگام انجماد، منبسط می‌شود. مشکل انبساط آب در دمای پایین، با توسعه سیالات خنک‌کننده برطرف شد. لازم به ذکر است که نقطه ذوب و جوش، از جمله «خواص کولیگاتیو» (Colligative Properties) در محلول‌ها به شمار می‌آیند که به غلظت مواد حل‌شونده بستگی دارند. به همین دلیل، نمک‌ها،‌ نقطه ذوب محلول‌های آبی را کاهش می‌دهند.

از نمک‌ها به طور معمول در فرآیندهای «یخ‌زدائی» (De-icing) بهره می‌گیرند اما به دلیل ایجاد خوردگی در فلزات،‌ نمی‌توان از نمک‌های محلول به عنوان ضد یخ استفاده کرد. ترکیبات آلی با جرم مولکولی کم، نقطه ذوب پایین‌تری از آب دارند و می‌توان از آن‌ها به عنوان ضد یخ استفاده کرد. محلول‌های آلی به ویژه الکل‌ها،‌ جایگزین مناسبی به شمار می‌آیند که از آن‌جمله می‌توان به اتانول، متانول و اتیلن گلایکول اشاره کرد. مواد ذکر شده، پایه تمامی ضدیخ‌های تجاری از دهه 1920 تا به امروز محسوب می‌شوند.

ترکیبات اصلی در ضد یخ

در ادامه قصد داریم تا با ترکیبات اصلی که در ضد یخ وجود دارند آشنا شویم. این ترکیبات، به طور عمده شامل اتیلن گلایکول و پروپیلن گلایکول هستند.

اتیلن گلایکول

بیشتر ضدیخ‌ها از مخلوط کردن آب مقطر با مواد افزودنی همچون «مونو اتیلن گلایکول» (Mono Ethylene Glycol) تهیه می‌شوند. از سال ۱۹۲۶، استفاده از این ماده به عنوان یک ضد یخ دائمی در دنیا رواج داشته است . چراکه نقطه جوش بالای اتیلن گلایکول، امکان استفاده از آن را در تابستان و دمای بالاتر نیز فراهم می‌کند. امروزه نیز این ماده علاوه بر خودروها، در بسیاری از موارد دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته مواد جایگزین دیگری همچون پروپیلن گلایکول نیز در دسترس هستند که خاصیت سمی کمتری نسبت به اتیلن گلایکول دارند. زمانی که در یک سیستم، از اتیلن گلایکول استفاده شود، این ماده در اثر واکنش‌های ردوکس، به پنج نوع اسید، اکسید خواهد شد که عبارتند از:

• فرمیک اسید
• اگزالیک اسید
• گلایکولیک اسید
• گلیوکسیلیک اسید
• استیک اسید

مواد افزودنی وجود دارند که با بافر کردن pH و حفظ خاصیت قلیایی، از اکسیداسیون اتیلن گلایکول و تشکیل اسید، جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این، برای جلوگیری از خوردگی فلزات، موادی همچون نیتریت‌ها، سیلیکات‌ها، «بورات‌ها» (Borates) و «آزول‌ها» (Azoles) را به ضد یخ اضافه می‌کنند. اتیلن‌گلایکول، ماده‌ای سمی و تلخ‌مزه است. در صورت خوردن اتیلن‌گلایکول، این ماده توسط کبد به ۴ ماده شیمیایی سمی دیگر تبدیل خواهد شد.

پروپیلن‌ گلایکول

این ماده، خاصیت سمی بسیار کمتری نسبت به اتیلن گلایکول دارد و به عنوان ضد یخ غیر سمی شناخته می‌شود. پروپیلن گلایکول زمانی کاربرد دارد که بکارگیری اتیلن گلایکول میسر نباشد. از جمله این موارد می‌توان به کاربرد در صنایع غذایی و لوله‌های آب غیر شرب در منازل اشاره کرد. به طور مثال، سازمان غذا و دارو آمریکا (FDA)، اضافه کردن پروپلیلن‌ گلایکول را در بسیاری از مواد غذایی فرآوری‌شده همچون بستنی، سس‌های سالاد و خمیر نانوایی مجاز دانسته است. زمانی که رنگ پروپیلن گلایکول، به قرمز تغییر کند، باید آن‌را تعویض کرد.

در حقیقت، زمانی که محلول پروپیلن گلایکول در یک سیستم خنک‌کننده یا گرمایشی، به رنگ قرمز می‌رسد، نشانگر خوردگی شدید آهن است. در نبود عوامل ضدخوردگی، پروپیلن گلایکول با اکسیژن و یون‌های فلزی واکنش می‌دهد و ترکیبات مختلفی شامل اسیدهای آلی تشکیل می‌دهد که خوردگی را تشدید می‌کنند.

سایر ضد یخ‌ها

پروپیلن گلایکول متیل اتر با فرمول $$C_4{H}_{10}{O}_2$$را در موتورهای دیزل به عنوان ضد یخ بکار می‌گیرند که فراریت بالاتری نسبت به دو ماده دیگر دارد. علاوه بر این، از گلیسرول نیز می‌توان به عنوان ضد یخ خودروها نام برد. این ماده خاصیت سمی کمتری دارد و می‌توان آن را در دماهای بالاتر نیز به کار برد. البته استفاده از این گلیسرول، کاربرد کمتری دارد.

اندازه گیری غلظت ضد یخ با رفراکتومتر

برای این کار ابزاری بنام رفراکتومتر که در انواع دستی و دیجیتال هستند می تواند به شما کمک کند.

برای مشاهده قیمت رفراکتومتر ضد یخ کلیک نمایید.

نتیجه گیری 

ضدیخ از جمله سیالاتی است که از آن به طور عمده جهت خنک کردن موتور استفاده می شود. خاصیت سیالیت خوب ضدیخ در دماهای پایین باعث شده تا موتور در هوای سرد و یخبندان عملکرد بسیار مطلوبی داشته باشد و دچار یخ زدگی نشود. این ماده افزودنی علاوه بر اینکه می‌تواند نقطه انجماد مایعات را تا حد زیادی کاهش دهد در افزایش نقطه ذوب آن ها نیز تاثیر بسزایی دارد. در محصولات جدیدی که به عنوان ضدیخ به بازار عرضه شده اند، خبری از ترکیبات مضری همچون بوراکس و فلزات سنگینی مانند باریم نیست. به همین جهت ضدیخ ها دوستدار محیط زیست بوده و آسیبی به آن وارد نمی کنند. از مهم ترین ترکیبات تشکیل دهنده ضدیخ می توان به مواردی همچون اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول اشاره کرد. بنابراین وجود ضدیخ برای افزایش طول عمر موتور و بالا بردن راندمان کاری آن لازم است.