“暖寶寶”里神秘的化學(xué)

李瑞祥+邵紅能

寒冷的冬天里，有一個(gè)可以取暖的物品，這大概就是人生中最幸福的事情了！你還害怕寒風(fēng)凜冽時(shí)不敢出門(mén)嗎？有了暖寶寶，你就什么都不用怕了。暖寶寶的結(jié)構(gòu)成分有哪些？它的發(fā)熱原理到底是什么？在人教版高中化學(xué)選修4課本《化學(xué)反應(yīng)原理》第四章“電化學(xué)基礎(chǔ)”的第一節(jié)“原電池”中介紹的原電池原理，就是我們生活中常見(jiàn)的暖寶寶的發(fā)熱原理。

暖寶寶為什么會(huì)發(fā)熱？

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?。?jiǎn)單說(shuō)來(lái)，暖寶寶里面主要用碳粉、鐵粉、水和食鹽水，再加點(diǎn)添加劑組成一個(gè)原電池放電，由于沒(méi)有正負(fù)極，電子無(wú)法分正負(fù)電子導(dǎo)出，直接形成短路，從而產(chǎn)生熱量（原電池原理）。

為了保持溫度，暖寶寶使用礦物材料蛭石來(lái)保溫。因?yàn)榕瘜殞氃谑褂们安荒馨l(fā)生反應(yīng)，所以袋子材質(zhì)要很特別。暖寶寶由原料層、背膠層和無(wú)紡布袋組成。無(wú)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—背膠層。在使用時(shí)，去掉外袋，讓內(nèi)袋（無(wú)紡布袋）暴露在空氣里，空氣中的氧氣通過(guò)透氣膜進(jìn)入里面。放熱的時(shí)間和溫度就是通過(guò)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(méi)有什么溫度了。

暖寶寶是利用鐵氧化反應(yīng)放熱來(lái)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地發(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(lái)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。

取暖驅(qū)寒，也要合理使用

我們?cè)谑褂门瘜殞殨r(shí)，一旦揭開(kāi)那張貼紙，空氣就會(huì)透過(guò)原本被密閉的氣孔進(jìn)入暖寶寶，鐵粉以及其他原料在空氣作用下迅速發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生熱量，“反應(yīng)完了，熱量也沒(méi)了，所以加了蛭石來(lái)保溫。”從暖寶寶的材料來(lái)看，只要按照科學(xué)的使用方法和正確的步驟使用，暖寶寶應(yīng)該是沒(méi)有副作用的，但劣質(zhì)產(chǎn)品可能會(huì)使用工業(yè)鐵粉，所以消費(fèi)者最好不要買(mǎi)很便宜的那種產(chǎn)品。

一般人用暖寶寶是不會(huì)有什么不良反應(yīng)的，暖寶寶能給身體提供熱量，敷在肩膀、腰、膝蓋等地方，還能緩解關(guān)節(jié)受涼、老化。不過(guò)，糖尿病患者、小孩和老人要慎用暖寶寶。因?yàn)樘悄虿』颊咧w末端感覺(jué)減退，小孩和老人感覺(jué)也不靈敏，所以容易發(fā)生低溫燙傷。被暖寶寶燙傷的患者以老年人居多，這與使用前大多沒(méi)有仔細(xì)閱讀使用方法和注意事項(xiàng)有關(guān)。

暖寶寶的最高發(fā)熱溫度可達(dá)到66℃，可持續(xù)12小時(shí)均勻放熱，因此暖寶寶是嚴(yán)禁直接貼在皮膚上的，也不適合貼在較薄的衣服上，睡覺(jué)時(shí)也不宜使用。使用時(shí)最好每隔1小時(shí)檢查一下皮膚，發(fā)現(xiàn)有紅斑或其他不適，應(yīng)立即停止使用。

明白了暖寶寶的原理之后我們可以發(fā)現(xiàn)，方便的背后并非隱藏著多么復(fù)雜的原理，有的時(shí)候一點(diǎn)簡(jiǎn)單的常識(shí)，只要應(yīng)用得當(dāng)，就能創(chuàng)造出更高的價(jià)值。endprint