暖宝宝的发热原理

1、精品文档暖宝宝的发热原理“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

2、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。.精品文档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

3、-总反应： 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)22Fe(OH)2 + 2H2O + 3O2 4Fe(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：.精品文档 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，

4、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 KS

5、CN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。.精品文档另一份滴加 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

6、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）.精品文档（ 3）为什么暖宝宝能发热，而且能保

7、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

8、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。.精品文档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

9、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

10、、 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.精品文档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

11、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.精品文档产品置于干燥、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