Antigelo: composizione
L’antigelo è una sostanza chimica utilizzata nelle auto per evitare il congelamento alle basse temperature dei liquidi presenti. L’acqua presenta un comportamento del tutto particolare rispetto alla maggior parte delle sostanze, infatti, la sua densità cresce al diminuire della temperatura e pertanto al diminuire della temperatura da 4 a 0°C, l’acqua si espande cioè il suo volume aumenta.
L’azione dell’antigelo è quindi quella di evitare il congelamento dell’acqua presente, ad esempio nel radiatore di un’automobile. L’antigelo si basa sul fatto che la temperatura di ebollizione o di congelamento di una soluzione sono proprietà colligative che dipendono dalle concentrazioni del soluto nella soluzione.
Proprietà dell’acqua
La diretta conseguenza di questo particolare comportamento è la rottura di una bottiglia di vetro piena d’acqua, messa in congelatore. Questo peculiare comportamento dipende dal modo in cui le molecole d’acqua interagiscono tra loro. Allo stato liquido, infatti, le molecole sono tra loro legate in modo disordinato, ma quando l’acqua gela si forma una struttura cristallina in cui le molecole si dispongono nello spazio in posizioni ben definite occupando un volume maggiore rispetto allo stato liquido e, conseguentemente , la densità dell’acqua diminuisce e per questo motivo il ghiaccio galleggia sull’acqua.
L’acqua inoltre ha una notevole capacità termica ed è pertanto presente in molti impianti come scambiatore di calore. Alle basse temperature, l’aumento di volume da parte dell’acqua, costituisce un limite in quanto si può verificare la rottura dell’impianto stesso.
Nei mesi invernali se la temperatura è di 0°C, le automobili possono andare incontro alla rottura del radiatore e delle tubazioni di collegamento.
Per ovviare a tale problema si sono ricercate sostanze in grado di sostituire l’acqua nel radiatore quali oli minerali o frazioni altobollenti del petrolio. Un’altra soluzione era quella di aggiungere all’acqua sali come cloruro di sodio o cloruro di calcio. Tuttavia gli oli minerali presentano una minore capacità di trasferire il calore mentre la presenza di soluzioni saline provoca notevoli problemi di incrostazioni e corrosione. o aggiungendo
Composizione dell’antigelo
Si è quindi giunti alla conclusione che la migliore soluzione era l’uso di una soluzione composta da acqua e glicole etilenico HO-CH2-CH2-OH, preparato per la prima volta nel 1859 dal chimico francese Charles Wurtz, sostanza miscibile in acqua in tutte le proporzioni. Si presenta come un liquido inodore e incolore, dall’aspetto sciropposo che ha la caratteristica di rompere i legami a idrogeno presenti nell’acqua.
Il glicole etilenico congela alla temperatura di circa – 12°C ma, quando è miscelato con l’acqua la soluzione non cristallizza rapidamente e quindi la temperatura di solidificazione si abbassa. In particolare, una miscela costituita dal 60% di glicole etilenico e dal 40% di acqua cristallizza alla temperatura di circa – 45°C.
Le proprietà del glicole etilenico ne hanno divulgato l’uso, quale antigelo, già nel 1926 ma presenta alcune problematiche. Innanzi tutto esso se è ossidato può dar luogo alla formazione di cinque acidi organici ovvero l’acido formico, ossalico, glicolico, gliossilico, acetico e pertanto le soluzioni usate come antigelo devono contenere additivi che tamponino il pH e prevengano la formazione di questi acidi.
Il glicole etilenico è, inoltre, velenoso e pertanto deve essere maneggiato con cura e presenta problemi di smaltimento. Per questo motivo, specie nei sistemi di trasformazione alimentare è usato il glicole propilenico 1,2-propandiolo HO-CH2-CHOH-CH3 che non presenta problemi di tossicità. Tuttavia anch’esso può ossidarsi formando acido lattico sostanza particolarmente corrosiva. Anche in questo caso, pertanto, devono essere usati agenti tamponanti quali di fosfato dipotassico K2HPO4 ed agenti inibitori.
Il liquido antigelo per radiatori presente in commercio è di due tipi: già preparato o da preparare. Mentre il primo è già pronto per l’uso, il secondo deve essere diluito con acqua possibilmente distillata solitamente al 50%.
