关于市售“暖贴”(暖宝宝)放热的化学原理?

关于市售“暖贴”(暖宝宝)放热的化学原理?,第1张

我是不知道实际原理,但可以帮你分析分析

第二个说法本身有科学性错误,因为正常条件下,是不会有正电子的

不过如果是说原电池原理,倒是可以的

我刚刚查了一下,应该两种说法指的本来是一个原理

铁、碳这些东西本来就会缓慢氧化放出热量

而如果我们使它形成一个原电池,那么就从原来的化学腐蚀变成电化学腐蚀,速度更快,应该是指这个原理

证明的话要通过实验,或许可以用灵敏磁力计之类的东西,这个电流应该很分散,家庭里不好测定吧

个人意见。。

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下面是查到的一个实验探究,或许可以解答你的问题

“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Mg05(H2O)4Mg3[AlSi3O10](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**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”的反应原理和使用过后的产物进行探究和鉴定。

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 + 2H2O=2Fe(OH)2

2Fe(OH)2 + 2H2O + 3O2=4Fe(OH)3↓

2Fe(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

①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。

②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**。

[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**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**。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**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。

③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。

利用原电池加快氧化反应速度,将化学能转变为热能。

暖宝宝中装的是由铁、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,而这个反应也就是从你打开包装的时候开始的。作为功能,它可以连续12个小时释放50°以上的热量。

为了温度能够持续更长,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。

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。

扩展资料

暖宝宝作用

对腰,肩,胃,腿及关节等疼痛均有缓解作用。

可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止痛的即开即用型。

原料层是由铁粉、石、活性炭、无机盐、水等合成的聚合物,无毒、无副作用,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。

-暖宝宝

1 艾草暖宝宝和普通暖宝宝有什么区别

所含的成分有所不同。

普通暖宝宝的主要成分是铁粉、活性炭、蛭石、无机盐、水等,主要是依靠铁粉在无机盐的催化下进行氧化还原反应来进行放热,可以对人体起到驱寒保暖的作用。

而艾草暖宝宝则主要是在普通暖宝宝的基础上,在里面添加了艾草等一些中草药成分,使用后能够促进人体的血液循环,并起到温经止痛、活血化瘀的作用。

2 艾草暖宝宝经期能用吗

因人而异。

艾草暖宝宝对于人体来说具有活血化瘀的作用,使用之后能够促进人体的血液循环,因此对于一些本身经量偏少以及有痛经症状的人群来说,是可以在经期适当地使用一下艾草暖宝宝的,可以起到驱寒止痛的作用。

但是对于一些本身月经量正常或者月经量偏多的人群来说,则是不建议使用的,不然就有可能会出现经量增加、经期延长的情况。

3 艾草暖宝宝可以每天贴吗

不建议每天都贴。

艾草暖宝宝的性质偏热性,使用后可能会增加人体的热气,因此是不适合于每天都贴的,不然就有可能会使人体出现口干舌燥、口舌生疮、咽喉肿痛、大便秘结等上火的症状。

而且如果每天都贴的话,也会对局部的皮肤造成较大的刺激,容易出现瘙痒、发红等过敏的症状,所以一般建议每隔2-3天贴一次就可以了。

4 艾草暖宝宝孕妇可以用吗

不建议擅自使用。

孕妇的体质比较敏感,本身对于中药材的使用就需要谨慎,而艾草暖宝宝中含有艾草等多种性质偏温性的中药材,而且在使用的过程中还会放出较大的热量。

这样不仅容易使孕妇出现烫伤的情况,而且还有可能会对子宫造成一定的刺激,所以对于孕妇来说,是不建议擅自使用艾草暖宝宝的。

那是一种过饱和溶液,具体成分不明。当扳动金属片的时候,其实是应用摩擦消除了过饱和溶液并不稳定的“稳定”状态,使溶液在金属片表面形成微小晶核并迅速生长,消耗溶液中过饱和的那部分溶质,直至溶液进入稳定的饱和状态,这个过程是要放热的。这就是热宝的原理。

而加热可以使它重新吸热回到原来的状态,就等于储存了热能。

由于过饱和溶液的浓度太高,所以并不稳定。当扭曲金属的时候,所产生的轻微震动便足以使溶质结晶(crystallize),变成较稳定的固体。然而,这个过程是放热的(exothermic),所以暖手袋告开始暖起来。

在某温度下,溶质 ( solute)在溶剂(solvent)中的可溶性是不变的,例如食盐(氯化钠)在水的可溶性在室温时是36g/100mL水。当溶液中的浓度与其可溶性相等时,这种溶液便称为饱和(saturated)液;而当溶液的溶度比其可溶性还要高的时候,这种溶液便称为过饱和溶液。暖手袋里的液体就是过饱和溶液醋酸钠(sodium acetate, CH3COONa)。

初步结论铁和四氧化三铁     

进行实验 铁    氧化铜       Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 ↑     炭粉 

得出结论①炭粉、铁粉、四氧化三铁;②炭粉、铁粉、二氧化锰;③炭粉、铁粉、二氧化锰、四氧化三铁;④炭粉、铁粉。等等

试题分析:初步结论 根据题给资料分析,由于黑色固体物质能够被磁铁吸引,所以要么是本身具有磁性的四氧化三铁,要么是能够被吸引的铁粉。

进行实验根据实验现象分析。

①加入稀硫酸后,黑色固体部分溶解产生气泡,而在黑色物质的可能组成中,只有铁粉和稀硫酸能够反应产生气体(氢气),反应方程式为Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 ↑,故说明该黑色粉末肯定含铁粉;而溶液无蓝色,说明原物质一定不含氧化铜。

②对固体残渣加热,用石灰水检验时,发现石灰水变浑浊,说明反应生成了二氧化碳,则原物质中一定含有炭粉。

得出结论根据上面的分析可知,该黑色粉末中一定含有铁粉和碳粉,一定不含有氧化铜,可能含有二氧化锰和四氧化三铁,故可能的组成是①炭粉、铁粉、四氧化三铁;②炭粉、铁粉、二氧化锰;③炭粉、铁粉、二氧化锰、四氧化三铁;④炭粉、铁粉。

点评:解答此类题的关键是找准解题突破口,即找出有特殊性质的物质或特殊现象的反应,所以要求学生要熟记常见物质的性质。

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