Как известно, антифризы состоят из смеси воды, присадок и спирта – метанола, этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина.
Вспомнить курс школьной химии поможет данная статья.
Метанол
Метанол, также известный как древесный спирт или метиловый спирт – химическое соединение с формулой СН3ОН. Самый простой из спиртов. Легкий, летучий, жидкий, с характерным запахом. Используется в качестве антифриза, растворителя, денатуратора для этилового спирта, в жидкостях для омывателя лобового стекла.
Не используется с 20-х годов 20 века из-за ряда недостатков:
- Токсичен для человека. Накапливается в организме. Летальный исход наступает при принятии внутрь 80 мл. В воздухе предельная допустимая концентрация – 5мг/м3
- Вступает в реакцию с алюминием, вызывает быструю коррозию деталей двигателя. Двигатель быстрее ломается.
- В открытых системах охлаждения быстро испаряется, отравляя воздух. Нужно заливать повторно. Если вовремя не пополнить, двигатель перегревался, а вода замерзала и снова ломала двигатель. Нужно было держать постоянную пропорцию.
Токсичен!!!
Опасный яд. При попадании в организм 10 мл метилового спирта вызывает тяжелое отравление, слепоту, озноб, рвоту.
Tемпература плавления — минус 97 градусов С, Температура кипения – минус 64 градусов С, Теплопроводность – 0,21 при 0 градусах С; 0,182 при 100С Вт/(м*К), Плотность – 0,8 г/м3.
Глицерин
От греческого γλυκός — сладкий. Вязкая, прозрачная жидкость. Не имеет цвета, легко смешивается с водой. Обладает сладким вкусом. В соединении с пропиленгликолем становится более вязким при понижении температуры. Химическая формула — C3H8O3.
Глицерин исторически использовался в качестве антифриза для автомобильных применений, прежде чем был заменен этиленгликолем, который имеет более низкую температуру замерзания. Хотя минимальная температура замерзания смеси глицерина и воды выше, чем смесь этиленгликоля и воды, глицерин не токсичен и в настоящее время пересматривается для использования в автомобильной промышленности.
Tемпература плавления — -18 град.С., Температура кипения – 290 град.С., Теплопроводность – 0,21 при 0 град.С; 0,182 при 100С Вт/(м*К)., Плотность – 0, 8 г/м3.
Этиленгликоль.
Двухатомный спирт с химической формулой C2H6O2. Прозрачная жидкость без цвета, запаха. Имеет сладковатый вкус, из-за чего его иногда пьют животные и дети. Используется в антифризах с 1926 года
В системе охлаждения может окисляться до 5 органических кислот – муравьиной, щавелевой, гликолевой, глиоксалевой, уксусной. Поэтому используют присадки – азолы, нитриты, силикаты, бораты, чтобы этиленкгликоль не окислялся, и сохранялся pH раствора.
Средне токсичен. Требуется утилизация и аккуратное обращение при транспортировке. Из-за сладкого вкуса дети и животные могут проглатывать его. Сложно обнаружить в огранизме. Симптомы отравления – интоксикация, диарея, рвота. При попадании в организм поражает мозг, сердце, легкие и почки. При острой почечной недостаточности смерть наступает в течение 72 часов, если пострадавший не получит надлежащего лечения. Некоторые антифризные смеси этиленгликоля содержат озлобляющий агент горького вкуса, такой как денатоний, для предотвращения случайного или преднамеренного потребления.
Австралия, Великобритания и семнадцать штатов США (по состоянию на 2012 год) требуют добавления горького ароматизатора (бензоат денатония) в антифриз на основе этиленгликоля.
Tемпература плавления — минус 13 град.С., Температура кипения – 193 градусов С. Теплопроводность – 0,242 при 0С; 0,263 при 100С Вт/(м*К). Плотность – 1, 113 г/м3.
Пропиленгликоль.
Пропиленгликоль – прозрачная жидкость с химической формулой СH2(OH)-СH(OH)-СH3 Вязкая жидкость, имеет характерный запах и сладкий вкус. Используется как растворитель для одноатомных спиртов, аминов, сложных эфиров, альдегидов, различных кислот.
Коррозионная активность пропиленгликоля ниже, чем у большинства известных водных растворов солей и спиртов, что позволяет предъявлять невысокие требования к сортности стали для оборудования и снизить стоимость используемого оборудования
Нетоксичен.
В пище используется как добавка E1520. Не рекомендуется попадание пропиленгликоля на поврежденную кожу с дерматитом, экземами, аллергиков. При соприкосновении с воздухом окисляется и образует молочную кислоту. В антифриза с пропиленгликолем добавляют присадки, которые стабилизируют pH. Помимо коррозии вызывает биологическое загрязнения. Биологичесакий осадок в виде бактериальной слизи. Которая растет и ускоряет коррозию элементов системы охлаждения. В отсутствие ингибиторов пропиленгликоль может реагировать с кислородом и ионами металлов, создавая различные соединения, включая органические кислоты (например, муравьиную, щавелевую, уксусную). Эти кислоты ускоряют коррозию металлов в системе.
Tемпература плавления — минус 60 град С., Температура кипения – 187 град.С., Теплопроводность – 0,218 Вт/(м*К), Плотность – 1, 036 г/м3.
Также в антифризах присутствуют красители. Для чего они нужны?
Динатриевые флуоресцеиновые красители добавляются к антифризу для отслеживания источника утечек и в качестве идентификатора, поскольку некоторые другие формулировки несовместимы. Краситель добавляется для индикации уровня жидкости в расширительном бачке и мест протечек, а также просто как отличительный признак антифриза на рынке.
В традиционных антифризах этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин: понижают температуру замерзания, повышают температуру кипения.
Но зачем тогда присадки?
Ответ:
• Борат – защищают от коррозии, повышают уровень pH.
• Нитрат – защищают от коррозии алюминий.
• Нитрит – защищают от коррозии чугун и сталь.
• Фосфат – защищают от коррозии, контролируют уровень pH.
• Силикаты – защищают от коррозии алюминий.
• Азолы – защищают от коррозии медь и латунь.
• Кремниевые и блочные полимеры – гасят пену.
Присадки составляют от 3% до 5% антифриза. Определяют стоимость и дополнительные свойства антифриза. Используются для защиты от коррозии, контроля уровня pH и для предотвращения появления пены. На упаковке указывается лишь существенные факторы безопасности при использовании, присадки же хрянятся в секрете. Каждый производитель разрабатывает в секрете. Раствор этиленгкликоля и воды агрессивен к металлам, поэтому добавляют антикоррозийные присадки.
3 основных механизма защиты металла:
• Пассавация металла или армирование пассивного слоя оксида металла. При пассавации поверхностный слой металла переходит в пассивное состояние. На поверхности образуется тонкая оксидная пленка, которая не взаимодействует с водой и не коррозирует.
• Образуется толстый барьерный слой из ингибитора коррозии или продуктов реакции ингибитора и металла.
• Образуется тонкий барьерный слой на поверхности металла через варьирование степени хемосорбции, то есть способности поглощать твердым телом вещества из растворов.
Коррозийные ингибиторы.
В состав большинства антифризов входят коррозийные ингибиторы. Ингибиторы – класс веществ, которые предотвращают или замедляют физиологические или физико-химических процессов. В замкнутой системе этиленгликоль и пропиленгликоль сохраняют свои свойства неограниченно долго. В отличие от этого ингибиторы коррозии постепенно истощаются, их необходимо время от времени пополнять.
Традиционные ингибиторы.
Традиционные ингибиторы – силикаты, фосфаты и нитриты. В Америке используется и то, и то. В Европе силикаты, другие ингибиторы, но нет фосфатов, потому что вода более жесткая в Европе, а фосфаты вступают в реакцию с жесткой воды образуют накипь, отложения солей кальция и магния. . Японцы используют фосфаты и другие, но не силикаты. В Росии используют силикаты и нитриты.
Карбоксилатные ингибиторы.
Состоят из солей карбиновых кислот. Антифризы с карбиновыми ингибиторами расходуются медленней. Карбоксилатные ингибиторы образуют очень тонкий защитный слой только в мечтах появлении коррозии. Не агрессивны к металлам.
Многие приобретают негодные жидкости для системы охлаждения не из жадности и не по глупости. На прилавке все охлаждающие жидкости выглядят вполне пристойно, а ценники у них схожие. Разница в цене зависит обычно от аппетита продавца и его маркетинговых уловок (привлекательная реклама, красивая упаковка, рекламные акции), но часто не от содержимого. Чтобы помочь автолюбителям выбрать хорошую жидкость, мы провели очередное расследование.
Как проверить качество антифриза?
Огонь!
Основной эксперимент настолько прост, что повторить опыт сможет любой желающий. В том числе и производители, у которых возникнут сомнения в результате этого метода: проверьте, горит ваша продукция или нет.
Охлаждающая жидкость становится легковоспламеняемой, когда вместо дорогостоящего этиленгликоля производитель использует более дешевые глицерин и метанол. Ведь температура кипения метанола — всего лишь 64 градуса с хвостиком (нормальная охлаждающая жидкость закипает при температуре примерно 108 ºС). И это опасно уже только потому, что такой антифриз может вспыхнуть, случайно угодив, к примеру, на раскаленный коллектор.
Читайте по теме: Можно ли смешивать антифриз?
Источник статьи: https://auto3n.ru/statii/748-avtohimicheskiy-likbez
