暖宝宝的发热原理VIP

暖宝宝的发热原理“暖宝宝”是铁，蛭石，活性炭，无机盐，水等合成的混合物。其中蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为Mg0.5(H2O)4Mg3AlSi3O10(OH)2，因加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭（蚂蟥）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色，带油脂的玻璃光泽。约有80的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄膜呈半透明。这种薄膜表层的保温性能极好，用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电缆外包层等都很适宜。那么，我们使用的“暖宝宝”的发热原理是怎样的呢？通过收集相关资料，对“暖宝宝二、原理解析 “暖宝宝”是利用铁氧化反应放热来发热。实际上也就是根据铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理。同时利用活性炭的强吸附性，在活性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴，流出与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁，放出热量。铁在自然条件下的氧化反应速度是缓慢的，若能加快这种反应，如设法加大铁的表面积，使用水，食盐和活性炭形成原电池来促进反应，就可以得到发热袋所需的温度，成为发热袋的热源。负极：Fe-2e-Fe2+正极：O2 + 2H2O + 4e-4OH-总反应：2Fe + O2 + 2H2O2Fe(OH)22Fe(OH)2 + 2H2O + 3O24Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O三、探究过程设计 1 实验用品 原电池反应槽、导线、灵敏电流表、铁片、碳棒、5%NaCl溶液、烧杯、试管、漏斗、滤纸、铁架台、胶头滴管、玻璃棒、pH试纸、药匙、酒精灯、铂丝、蒸发皿、暖宝宝用后的剩余混合物（黑褐色固体）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。2 实验步骤 原理探究： 操作将铁片和碳棒用导线连接（在导线间接入灵敏电流表），平行插入盛有5%NaCl溶液的原电池反应槽中，观察实验现象。现象电流表指针偏转，铁片上出现红褐色物质。结论铁和碳可以形成原电池来加速铁的氧化反应，从而更快地释放出热量。产物探究 （1）取少量样品，加水溶解，有大量不溶物。过滤，得到无色透明滤液，将滤液分成四份。现象第一份滤液中加入KSCN溶液，无明显现象。第二份加入AgNO3溶液，出现白色沉淀。第三份滴加NaOH溶液，无明显现象。第四份做焰色反应火焰为黄色。结论说明样品可部分溶解，产物中含有NaCl,溶入水后的滤液中不含Fe3+,Al3+,Mg2+。（2）另取少量样品，加入过量NaOH溶液，有大量不溶物。过滤，得到无色透明滤液。取少量滤液于试管中，滴加KSCN溶液，无明显现象。结论样品不与碱反应。（3）另取少量样品，加入过量HCl溶液，过滤，得到金黄色澄清滤液。将滤液分成两份。一份加入KSCN溶液，溶液立即变为血红色。另一份滴加NaOH溶液，一开始无明显现象，用pH试纸调节溶液的pH值为7，使NaOH溶液将剩余的HCl溶液中和。继续滴加NaOH溶液，渐渐开始出现墨绿色沉淀，振荡，沉淀消失。继续滴加NaOH溶液至过量，沉淀部分消失，变为棕黄色。静置分层，上层为无色透明溶液，下层积聚着红褐色沉淀，过滤，将得到的固体加热，得红棕色固体，该固体不溶于水，溶于酸得棕黄色溶液，初步确定为Fe2O3。结论墨绿色沉淀为红褐色氢氧化铁沉淀和白色氢氧化铝（可能也有氢氧化镁）沉淀的混合物，继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝沉淀逐渐消失，最终剩余红褐色氢氧化铁沉淀。（4）将滤渣收集起来，烘干，得黑色粉末，点燃，能够燃烧，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，初步确定其为碳粉。实验中的问题设计 （1）为什么暖宝宝在用之前和用之后的固体状态不一样呢？（用之前内有NaCl溶液，各物质未反应，故为糊状物；用之后都转化为固体，故相对较硬）（2）为什么暖宝宝要使用双层包装？（外层是一个常规不透气的外袋，用来隔绝空气，使用时需要有氧气参与，故内层采用微孔透气膜制作的无纺布袋）（3）为什么暖宝宝能发热，而且能保持如此之长的时间？（它是通过铁粉的缓慢氧化放热，再通过原电池原理加速氧化，使化学能转变为电能，然后利用蛭石来保持温度，故能常达12小时之久，而且整个过程温度基本恒定）3 探究结论分析 通过观察到的实验现象，我们综合多种因素得出结论：暖宝宝的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度，将化学能转变为热能。为了使温度能够持续更长，产品使用了矿物材料蛭石来保温。因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别，由原料层，明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一个常规不透气的外袋明胶层。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺布袋）暴露在空气里，空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的。如果透氧太快，热量一下子就放掉了，而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢，就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体，其中含碳粉、NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。 暖宝宝片状贴剂是由原料层、明胶层、无纺布袋三部分组成的，原料层置于无纺布袋内，含有由铁、活性炭、无机盐、水等合成的聚合物，可在空气中氧气的作用下发生放热反应。在空气中氧气的作用下1220小时内持续不断地释放热量，这种反应过程是从一打开真空包装的时候开始的。本品为最新一代日本高科技产品，是各种类型的畏寒病症患者理想的热敷、止痛、消肿贴剂。产品薄如纸、轻如棉、柔软而富有弹性。使用时只须往病痛的相应部位一贴，立刻就能缓解并在半小时左右消除疼痛。产品发热温度最高强63，平均53。持续时间在1220小时，是关节炎、肩周炎、腰腿痛、风湿及类风湿、畏寒不适、四肢发凉、伤处遇寒疼痛等患者止痛保健的理想用品。一、 产品材质该品为片状贴剂，是由原料层、明胶层、无纺布袋三部分组成的，原料层置于无纺布袋内，明胶层用于使一贴热粘附在衣服上。原料层是由铁、 石、活性炭、无机盐、水等合成的聚合物，可在空气中氧气的作用下发生放热反应。无纺布袋的特点是均匀不漏、透气性好。明胶层选用日本特有的优质压敏胶涂层，粘结牢固，绝不污损衣物。二、 作用原理1、取暖袋中的原料层可以在空气中氧气的作用下1220小时内持续不断地释放热量，这种反应过程是从一打开真空包装的时候开始的。2、人体各部份都存在局部的微循环系统，为机体的各部份输运营养，排出体内垃圾。中医理论强调通则不痛，痛则不通，意即当人体经常受寒气侵袭，局部的微循环系统发生阻滞时，使相应机体既得不到营养，又无法排出废物，就会产生痛疼，进而引起病变。而取暖袋的持续放热可以促进人体微循环进入良性循环状态，恢复正常的生理机能，从而消除疼痛，治疗疾病。三、 作用功能一贴即热，快速热敷、消肿、止痛、活血化瘀，广泛适用于各种畏寒症。1、快速缓解并消除各种畏寒疾病引起的疼痛，是关节炎、肩周炎、腰腿痛、风湿及类风湿、四肢发凉、患处遇寒疼痛等疾病患者迅速止痛的即开即用型产品。2、驱寒保暖，促进人体微循环，对手、脚冻伤、骨伤、肌肉损伤等症状具有良好的消肿止痛功能。3、促进经络畅通，热敷相关穴位，消除胃寒不适、经血不通等症状，具有活血化瘀的作用。4、冬季替代厚重的棉衣，为人体提供温度保障。五、 使用方法将取暖袋的真空包装沿切入口打开，揭去取暖袋后面的衬纸，贴于内衣的外侧，用手铺平即可。可贴于人体的肩部、背部、腰部、胃部及相关关节部位。六、 保存方法产品置于干燥、避光处保存。暖宝宝的主要原料是铁粉，活性炭粉，盐和水。发热原理是铁粉自然养化，放出热量。正常情况下铁粉氧化是比较缓慢的，热量无法积累，在活性炭粉的作用下，铁粉和空气接触面积增大，所以产生了我们能感觉到的热量，盐和水也是为了加快铁粉氧化的。发热袋利用的原料是铁粉、水、木粉、活性炭、食盐和沸石等，铁粉是主