越冬必备佳品“暖宝宝”

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  漫长的冬季不再寒冷,“暖宝宝”(见图)呵护着你。近年来,“暖宝宝”取暖贴逐渐成为时尚潮人一族取暖驱寒、热敷理疗的越冬利器。下面我们对暖宝宝的发热剂成分和发热原理进行如下实验。
  实验用品:暖宝宝(分为A、B、C三包)、磁铁、烧杯、试管、胶头滴管、燃烧匙、温度计、酒精灯、稀盐酸、澄清的石灰水。
  第一个问题:暖宝宝取暖贴的发热剂
  成分是什么物质?
  先取A袋暖宝宝,按照使用说明要求,剪开包装袋,可直观观测:取暖贴采用真空包装的不透气塑料外袋,内袋为微孔透气无纺布袋,内装有发热剂。当打开内袋倒出其中的粉末时,发现其呈黑色,用磁铁靠近有部分被吸引。另取适量的黑色粉末加入足量的稀盐酸,固体部分被溶解,产生无色气泡。这说明该黑色粉末中一定含有铁粉。
  然后将剩余的黑色残渣放在燃烧匙上,用酒精灯灼烧,将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方,澄清的石灰水变浑浊,则说明该黑色粉末中一定还含有碳粉。我们再次阅读暖宝宝的使用说明书,确定暖宝宝发热剂的主要成分是铁粉、活性炭、无机盐(主要含食盐)和水等合成的聚合物。
  第二个问题:暖宝宝取暖贴为什么会在短时间内释放出大量的热呢?
  再取B袋暖宝宝,剪开外袋取出内袋,轻轻揉搓后直接贴在内衣外层,可持续保持人体温暖长达12小时,测量接触温度可达50 ℃。内袋背面的粘贴部分打有很多小孔,通过微孔透气膜的透氧速率来控制放热的时间和温度。于是得出:发热剂需要接触到足量的空气才会发热。
  发热剂成分中的食盐能加速发热剂中铁粉的氧化速度,更快地放出热量。水和食盐起到帮助铁粉形成电解质溶液,加速铁氧化腐蚀的作用。活性炭起着分散铁粉透气防结块,从而达到均衡发热的作用,木屑或蛭石则可起到保温的作用。
  由此可歸纳:暖宝宝采用铁的“氧化放热”原理,即铁粉与水、氧气等物质共同作用,发生了缓慢氧化锈蚀(铁生锈),由化学能转化为热能,不断放出热量,这样就能为人体提供温暖保障。
  将C袋暖宝宝,撕开露置空气中48小时,可看到使用过后的暖宝宝中内装黑色粉末大多已经变成红褐色固体,再滴加适量的稀盐酸,溶解后由无色变成黄色。我们根据“暖宝宝”的发热原理,猜想这种红褐色固体可能是氧化铁。将用过的暖宝宝发热剂粉末用于阳台小花园,当作自家花圃的花肥来使用。
  “暖宝宝”在运输和保存时应注意密封、干燥和防潮。使用前不要让外袋破损,要保持包装的气密性,使之与空气隔绝,不让空气中的氧气进入,以防失效。打开包装袋取出内袋,撕下粘贴纸,贴在衣服外侧,使用时应预防低温烫伤。“暖宝宝”具有随身携带、一贴即热、立刻见效等突出特点,是一款即开即用的经济环保型防寒佳品。
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