Suolasta on eniten iloa pikkupakkasella. Kuva: Wikimedia Commons
Suolasta on eniten iloa pikkupakkasella. Kuva: Wikimedia Commons

Puuhamiehinä toimivat ionit, jotka torppaavat jäätymisen.

Otetaan jäinen tienpinta, ripotellaan sille suolaa, ja kas, pian auton renkaat purevat asvalttia. Ripottelu ei ole ihan osuva sana kuvaamaan tiesuolan levitystä, sillä maustetta kuluu aika tavalla, viime talvena Suomessa 78 000 tonnia, Itämeren öljytankkerillisen verran. Ajoteille päätyykin kemianteollisuuden ohella leijonanosa kaikesta suolasta.

Tavallisimmin levitysauton säiliöstä lorisee tai ropisee ruokasuolaa eli natriumkloridia. Se on Suomen suosituin tiesuola. Auton jäljiltä jäisellä tiellä käynnistyy kemiallinen tapahtumasarja, jossa jää sulaa veden ja suolan seokseksi.

Jäätymispiste laskee

Sulattamisen puuhamiehinä toimivat suolan ionit, ruokasuolan tapauksessa natrium- ja kloridi-ionit. Ne purkavat olemassa olevat kiderakenteet ja estävät uusien muodostumisen. Niiden ansiosta vesimolekyylit eivät pääse rakentamaan vetysidoksia ja muodostamaan jäätä. Veden jäätymispiste alenee.

Suolan kykyä alentaa jäätymispistettä kuvaa niin sanottu eutektinen piste. Se on alhaisin mahdollinen jäätymispiste, jonka tietyn suolan vesiliuos voi saavuttaa. Natriumkloridilla se on 21 pakkasastetta, kalsiumkloridilla peräti –51. Ajoteillä jäätymispiste tulee vastaan paljon pienemmissä lukemissa, koska jäästä sulava vesi pienentää suolapitoisuutta.

Käytännössä natriumkloridia levitetään niin kauan kuin tien pintalämpö ei laske alle –6:n. Pikkupakkasella liukkaus on pahin ja toisaalta suolasta eniten iloa. Kylmemmällä renkaat pitävät paremmin tienpinnan nahkeuden takia, joten silloin voi säästää ympäristöä. Suolaa nimittäin tarvitaan jään sulatukseen sitä enemmän, mitä kylmempää on.

Liuos tepsii nopeammin

Sulatus tarvitsee vettä päästäkseen käyntiin. Alkukosteuden suola voi napata joko ilmasta tai jään pinnasta, jossa kiiluu hienoinen sula kerros. Useimmiten kuitenkin suolausauton perästä ryöppyää valmiiksi suolaliuosta tai yhtä aikaa suolarakeita ja liuosta.

Suolaliuos sulattaa nopeammin kuin pelkät rakeet, ja sitä kelpaa käyttää, kun tähtäimessä on syystalvisia teitä liukastuttava ohut jääpeite, musta jää. Paksumpaan jääkerrokseen tepsivät rakeet paremmin. Autot survovat suolan murenet renkaillaan jäähän, mikä tehostaa sulattelua.

Ilman tiellä huristavaa liikennettä suola ei anna parastaan. Esimerkiksi kaksikaistaisella valtatiellä joudutaan vähäliikenteiselle kaistalle kylvämään enemmän suolaa kuin vilkkaalle, jota autot alvariinsa painelevat.

Muitakin suoloja on

Natriumkloridin ohella muun muassa kalsiumkloridi sekä magnesiumkloridi kelpaavat liukkauden estoon. Kotoisilla poronhoitoalueilla suolan korvaajana on kokeiltu kalsiummagnesiumasetaattia, suola kun houkuttelee poroja tielle.

Tiesuolat myös syövyttävät metallia. Niitä voisi korvata asetaateilla ja formiaateilla, mutta nämä aineet tulevat kalliimmiksi. Muurahaishapon suola kaliumformiaatti olisi ekologisin vaihtoehto, sillä se hajoaa luonnossa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Asiantuntijoina Heikki Lappalainen, hankinnan asiantuntija, Liikennevirasto ja Jan Lundell, kemian professori, Jyväskylän yliopisto.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2011