Frostschutzmittel ist eine Flüssigkeit, die dem Kühlsystem eines Autos zugesetzt wird, um sicherzustellen, dass das Wasser darin nicht fest gefriert. Der Grund dafür ist, dass die Gefriertemperatur einer Flüssigkeit gesenkt wird, wenn sich etwas darin auflöst. Dieses Etwas kann entweder fest oder flüssig sein. Dieses Phänomen wurde ursprünglich im späten 19. Jahrhundert von dem französischen Wissenschaftler Francois Raoult entdeckt. Raoult entdeckte auch, dass der Grad der Erniedrigung des Gefrierpunkts linear mit der Anzahl der in der Flüssigkeit gelösten Moleküle zusammenhängt.
Die Abnahme des Gefrierpunkts in verdünnten Lösungen kann wie folgt erklärt werden. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit abnimmt, bewegen sich die Moleküle, die sie aufsteigen, langsamer und erfahren eine Anziehungskraft zwischen einander. In reinem Wasser, bei 32 °C, ist diese Anziehungskraft stark genug, um die Wassermoleküle in einem regelmäßigen Kristallmuster anzuordnen, ihre Mobilität stark zu verringern und die Bildung von Eis zu verursachen.
Theoretisch kann alles, was sich in Wasser löst, als Frostschutzmittel verwendet werden. In der Praxis gibt es mehrere einschränkende Einschränkungen. Erstens sollte sich die Substanz in jedem Verhältnis mit Wasser vermischen. Einige Flüssigkeiten sind schwer aufzulösen oder kristallisieren bei niedrigeren Temperaturen. Zweitens sollte das Frostschutzmittel inert sein, d. h. nicht chemisch mit allem reagieren, mit dem es im Kühlsystem in Kontakt kommt. Drittens sollte es billig sein; und viertens sollte es keinen unerwünschten Druckaufbau im Kühlsystem verursachen – das bedeutet, dass das Frostschutzmittel einen hohen Siedepunkt haben sollte.
Die fast universell verwendete Substanz, die all diesen Spezifikationen entspricht, ist Ethylenglykol, das einen Siedepunkt von 387 ° F (197 ° C) hat. Ein Kühlsystem mit einem Verhältnis von 1:1 zwischen Glykol und Wasser hat einen Gefrierpunkt von etwa -40 °F (-40 °C), ideal für den normalen Anwendungsbereich.