暖寶寶的發(fā)熱原理

1、暖寶寶的發(fā)熱原理“暖寶寶”是鐵，蛭石，活性炭，無機(jī)鹽，水等合成的混合物。其中蛭石是一種鐵鎂質(zhì)鋁硅酸鹽礦物，成分為Mg0.5(H2O)4Mg3AlSi3O10(OH)2，因加熱時(shí)能迅速膨脹，彎曲呈水蛭（螞蟥）狀而得名。蛭石一般呈褐色、褐黃色或暗綠色，帶油脂的玻璃光澤。約有80的膨脹蛭石用于建筑工業(yè)，是良好的隔熱、隔音材料。蛭石是當(dāng)今世界首屈一指的超級(jí)保溫材料。將蛭石經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)處理，提取出來的蛭石薄膜呈半透明。這種薄膜表層的保溫性能極好，用來制作防火覆蓋層、房頂防熱、高溫襯墊、熔爐或鍋爐用的膨脹連接件，冰箱等家用電器、孵化器的防熱層和電纜外包層等都很適宜。那么，我們使用的“暖寶寶”的發(fā)熱

2、原理是怎樣的呢？通過收集相關(guān)資料，對“暖寶寶二、原理解析 “暖寶寶”是利用鐵氧化反應(yīng)放熱來發(fā)熱。實(shí)際上也就是根據(jù)鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的原理。同時(shí)利用活性炭的強(qiáng)吸附性，在活性炭的疏松結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)有水蒸氣，水蒸氣液化成水滴，流出與空氣和鐵粉接觸，在氯化鈉的催化作用下較為迅速的發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鐵，放出熱量。鐵在自然條件下的氧化反應(yīng)速度是緩慢的，若能加快這種反應(yīng)，如設(shè)法加大鐵的表面積，使用水，食鹽和活性炭形成原電池來促進(jìn)反應(yīng)，就可以得到發(fā)熱袋所需的溫度，成為發(fā)熱袋的熱源。負(fù)極：Fe-2e-Fe2+正極：O2 + 2H2O + 4e-4OH-總反應(yīng)：2Fe + O2 + 2H2O2Fe(OH)22F

3、e(OH)2 + 2H2O + 3O24Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O三、探究過程設(shè)計(jì) 1 實(shí)驗(yàn)用品 原電池反應(yīng)槽、導(dǎo)線、靈敏電流表、鐵片、碳棒、5%NaCl溶液、燒杯、試管、漏斗、濾紙、鐵架臺(tái)、膠頭滴管、玻璃棒、pH試紙、藥匙、酒精燈、鉑絲、蒸發(fā)皿、暖寶寶用后的剩余混合物（黑褐色固體）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。2 實(shí)驗(yàn)步驟 原理探究： 操作將鐵片和碳棒用導(dǎo)線連接（在導(dǎo)線間接入靈敏電流表），平行插入盛有5%NaCl溶液的原電池反應(yīng)槽中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象電流表指針偏轉(zhuǎn)，鐵片上出現(xiàn)紅褐色物質(zhì)。結(jié)論鐵和碳可以形成原電池來

4、加速鐵的氧化反應(yīng)，從而更快地釋放出熱量。產(chǎn)物探究 （1）取少量樣品，加水溶解，有大量不溶物。過濾，得到無色透明濾液，將濾液分成四份?，F(xiàn)象第一份濾液中加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象。第二份加入AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀。第三份滴加NaOH溶液，無明顯現(xiàn)象。第四份做焰色反應(yīng)火焰為黃色。結(jié)論說明樣品可部分溶解，產(chǎn)物中含有NaCl,溶入水后的濾液中不含F(xiàn)e3+,Al3+,Mg2+。（2）另取少量樣品，加入過量NaOH溶液，有大量不溶物。過濾，得到無色透明濾液。取少量濾液于試管中，滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象。結(jié)論樣品不與堿反應(yīng)。（3）另取少量樣品，加入過量HCl溶液，過濾，得到金黃色澄清濾液。將濾液分

5、成兩份。一份加入KSCN溶液，溶液立即變?yōu)檠t色。另一份滴加NaOH溶液，一開始無明顯現(xiàn)象，用pH試紙調(diào)節(jié)溶液的pH值為7，使NaOH溶液將剩余的HCl溶液中和。繼續(xù)滴加NaOH溶液，漸漸開始出現(xiàn)墨綠色沉淀，振蕩，沉淀消失。繼續(xù)滴加NaOH溶液至過量，沉淀部分消失，變?yōu)樽攸S色。靜置分層，上層為無色透明溶液，下層積聚著紅褐色沉淀，過濾，將得到的固體加熱，得紅棕色固體，該固體不溶于水，溶于酸得棕黃色溶液，初步確定為Fe2O3。結(jié)論墨綠色沉淀為紅褐色氫氧化鐵沉淀和白色氫氧化鋁（可能也有氫氧化鎂）沉淀的混合物，繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁沉淀逐漸消失，最終剩余紅褐色氫氧化鐵沉淀。（4）將濾渣收集起來

6、，烘干，得黑色粉末，點(diǎn)燃，能夠燃燒，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，初步確定其為碳粉。實(shí)驗(yàn)中的問題設(shè)計(jì) （1）為什么暖寶寶在用之前和用之后的固體狀態(tài)不一樣呢？（用之前內(nèi)有NaCl溶液，各物質(zhì)未反應(yīng)，故為糊狀物；用之后都轉(zhuǎn)化為固體，故相對較硬）（2）為什么暖寶寶要使用雙層包裝？（外層是一個(gè)常規(guī)不透氣的外袋，用來隔絕空氣，使用時(shí)需要有氧氣參與，故內(nèi)層采用微孔透氣膜制作的無紡布袋）（3）為什么暖寶寶能發(fā)熱，而且能保持如此之長的時(shí)間？（它是通過鐵粉的緩慢氧化放熱，再通過原電池原理加速氧化，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后利用蛭石來保持溫度，故能常達(dá)12小時(shí)之久，而且整個(gè)過程溫度基本恒定）3 探究結(jié)論分析 通過

7、觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們綜合多種因素得出結(jié)論：暖寶寶的反應(yīng)原理為利用原電池加快氧化反應(yīng)速度，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。為了使溫度能夠持續(xù)更長，產(chǎn)品使用了礦物材料蛭石來保溫。因?yàn)楫a(chǎn)品在使用前不能發(fā)生反應(yīng)所以袋子材質(zhì)要很特別，由原料層，明膠層和無紡布袋組成。無紡布袋是采用微孔透氣膜制作的。它還得有一個(gè)常規(guī)不透氣的外袋明膠層。在使用時(shí)，去掉外袋，讓內(nèi)袋（無紡布袋）暴露在空氣里，空氣中的氧氣通過透氣膜進(jìn)入里面。放熱的時(shí)間和溫度就是通過透氣膜的透氧速率進(jìn)行控制的。如果透氧太快，熱量一下子就放掉了，而且還有可能燙傷皮膚。如果透氧太慢，就沒有什么溫度了。使用后為黑褐色固體，其中含碳粉、NaCl固體、Fe2O3固體以

8、及含鎂鋁的鹽類。 暖寶寶片狀貼劑是由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成的，原料層置于無紡布袋內(nèi)，含有由鐵、活性炭、無機(jī)鹽、水等合成的聚合物，可在空氣中氧氣的作用下發(fā)生放熱反應(yīng)。在空氣中氧氣的作用下1220小時(shí)內(nèi)持續(xù)不斷地釋放熱量，這種反應(yīng)過程是從一打開真空包裝的時(shí)候開始的。本品為最新一代日本高科技產(chǎn)品，是各種類型的畏寒病癥患者理想的熱敷、止痛、消腫貼劑。產(chǎn)品薄如紙、輕如棉、柔軟而富有彈性。使用時(shí)只須往病痛的相應(yīng)部位一貼，立刻就能緩解并在半小時(shí)左右消除疼痛。產(chǎn)品發(fā)熱溫度最高強(qiáng)63，平均53。持續(xù)時(shí)間在1220小時(shí)，是關(guān)節(jié)炎、肩周炎、腰腿痛、風(fēng)濕及類風(fēng)濕、畏寒不適、四肢發(fā)涼、傷處遇寒疼痛等患者止痛

9、保健的理想用品。一、 產(chǎn)品材質(zhì)該品為片狀貼劑，是由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成的，原料層置于無紡布袋內(nèi)，明膠層用于使一貼熱粘附在衣服上。原料層是由鐵、 石、活性炭、無機(jī)鹽、水等合成的聚合物，可在空氣中氧氣的作用下發(fā)生放熱反應(yīng)。無紡布袋的特點(diǎn)是均勻不漏、透氣性好。明膠層選用日本特有的優(yōu)質(zhì)壓敏膠涂層，粘結(jié)牢固，絕不污損衣物。二、 作用原理1、取暖袋中的原料層可以在空氣中氧氣的作用下1220小時(shí)內(nèi)持續(xù)不斷地釋放熱量，這種反應(yīng)過程是從一打開真空包裝的時(shí)候開始的。2、人體各部份都存在局部的微循環(huán)系統(tǒng)，為機(jī)體的各部份輸運(yùn)營養(yǎng)，排出體內(nèi)垃圾。中醫(yī)理論強(qiáng)調(diào)通則不痛，痛則不通，意即當(dāng)人體經(jīng)常受寒氣侵襲，局

10、部的微循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生阻滯時(shí)，使相應(yīng)機(jī)體既得不到營養(yǎng)，又無法排出廢物，就會(huì)產(chǎn)生痛疼，進(jìn)而引起病變。而取暖袋的持續(xù)放熱可以促進(jìn)人體微循環(huán)進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)，恢復(fù)正常的生理機(jī)能，從而消除疼痛，治療疾病。三、 作用功能一貼即熱，快速熱敷、消腫、止痛、活血化瘀，廣泛適用于各種畏寒癥。1、快速緩解并消除各種畏寒疾病引起的疼痛，是關(guān)節(jié)炎、肩周炎、腰腿痛、風(fēng)濕及類風(fēng)濕、四肢發(fā)涼、患處遇寒疼痛等疾病患者迅速止痛的即開即用型產(chǎn)品。2、驅(qū)寒保暖，促進(jìn)人體微循環(huán)，對手、腳凍傷、骨傷、肌肉損傷等癥狀具有良好的消腫止痛功能。3、促進(jìn)經(jīng)絡(luò)暢通，熱敷相關(guān)穴位，消除胃寒不適、經(jīng)血不通等癥狀，具有活血化瘀的作用。4、冬季替代厚重的棉衣，為人體提供溫度保障。五、 使用方法將取暖袋的真空包裝沿切入口打開，揭去取暖袋后面的襯紙，貼于內(nèi)衣的外側(cè)，用手鋪平即可。可貼于人體的肩部、背部、腰部、胃部及相關(guān)關(guān)節(jié)部位。六、 保存方法產(chǎn)品置于干燥、避光處保存。暖寶寶的主要原料是鐵粉，活性炭粉，鹽和水。發(fā)熱原理是鐵粉自然養(yǎng)化，放出熱量。正常情況下鐵粉氧化是比較緩慢的，熱量無法積累，在活性炭粉的作用下，鐵粉和空氣接觸面積增大，所以產(chǎn)生了我們能感覺到的熱量，鹽和水也是為了加快鐵粉氧化的。發(fā)熱袋利用的原料是鐵粉、水、木粉、活性炭、食鹽和沸石等，鐵粉是主