Antifiriz suyun donmasını nasıl önlüyor?

Arabamızın motoru arabayı yürütecek gücü sağlarken bir yandan da ısı üretir. Motor bloğu içinde devamlı dolaşan su ile motor soğutulur. Motordan aldığı ısı ile ısınan bu su da radyatörde havanın yardımıyla soğutulur.

Kapalı bir çevrimde ve ideal ısı dengelerinde devamlı oluşan bu olayın farkına biz ancak, herhangi bir arıza durumunda soğutma olayı yetersiz kaldığında, radyatörden buharlar çıktığında, yani bilinen tabiri ile arabamız hararet yaptığında varırız.
Kışın soğuk aylarında, hava sıcaklığı sıfırın altına düşünce, arabamız kapı önünde hareketsiz halde iken bu soğutma suyu da her su gibi donabilir. Donunca genişler ve yaptığı basınçla motor bloğunu çatlatabilir. Bu olayı önlemek için suyun içine, sıfırın çok altındaki derecelerde bile donmasına mani olacak 'antifiriz' dediğimiz sıvı ilave edilir.

Motorun soğutma suyunun içine ne oranda antifiriz konulacağını, o bölgede olabilecek en düşük hava sıcaklığı belirler. O zaman şöyle düşünülebilir. Tam emniyetli olması bakımından, soğutma suyunun yerine niçin tamamen antifiriz doldurmuyoruz? Antifiriz oranı yüzde yüzü bulunca sıcaklık ne kadar düşerse düşsün maksimum korunma sağlanmış olmaz mı?
Hayır, olmuyor. Mantıken ters gelebilir ama belirli orandan fazla konulan antifiriz bu sefer de tamamen ters tepki veriyor. Suya yüzde 50 oranında katılmış antifiriz -37 derecede donarken, antifirizin kendisi yani saf antifiriz -12 derecede donuyor.

Suyla karışabilen her şey onun sıfır derece olan donma noktasını düşürür. Yani donma derecesini düşürmek için suya toz şeker, şurup hatta aküdeki asit bile konulabilir. Hepsi de bir dereceye kadar aynı işlevi görür ancak hiçbiri diğer tehlikeli yan etkileri bakımından tavsiye edilmez.
İlk otomobillerde şeker ve balın antifiriz olarak kullanılmaları denendi, sonraları ise alkolde karar kılındı. Ancak bu sefer de alkolün kaynama noktası düşük olduğundan motor sıcakken sorun çıkardı. O halde ideal antifirizin donmayı önlemesi ama aynı zamanda da suyun kaynamasına sebep olmaması gerekiyordu. Günümüzde bu amaçla 'etilen glikol' denilen renksiz kimyasal bir sıvı kullanılıyor.

Suyun içine katılan kimyasalların donmayı önleme özelliği, suyun ve buzun moleküler yapıları ve antifirizin bu yapılara olan etkisinden ileri geliyor. Bilindiği gibi tüm sıvılarda olduğu gibi suda da moleküller serbest ve düzensiz halde, katılarda (buzda) ise sabit ve düzgün bir yapıdadırlar. Su donarken önce moleküllerinin hareketleri yavaşlar sonra da düzgün ve sabit bir pozisyona gelirler yani kristalleşirler. İşte antifirizin buradaki rolü. moleküllerinin su molekülleri ile birleşerek onların buz kristalleri oluşturmalarına mani olmaktır.

Peki öyleyse ortada su yokken antifiriz kendi kendine niçin daha çabuk donuyor? Çünkü suya katıldığında antifirizin su moleküllerine yaptığını su da antifiriz moleküllerine yapar. Donmayı önlemek daha doğrusu geciktirmek iki taraflı çalışır, su da antifirizin donma derecesini düşürür. Sonuç olarak arabanın soğutma suyuna önerilenden fazla antifiriz konmasının hiçbir faydası yoktur aksine zararı vardır.