“暖寶寶”里神秘的化學

李瑞祥+邵紅能

寒冷的冬天里，有一個可以取暖的物品，這大概就是人生中最幸福的事情了！你還害怕寒風凜冽時不敢出門嗎？有了暖寶寶，你就什么都不用怕了。暖寶寶的結構成分有哪些？它的發熱原理到底是什么？在人教版高中化學選修4課本《化學反應原理》第四章“電化學基礎”的第一節“原電池”中介紹的原電池原理，就是我們生活中常見的暖寶寶的發熱原理。

暖寶寶為什么會發熱？

暖寶寶的反應原理為利用原電池加快氧化反應速度，將化學能轉變為熱能。簡單說來，暖寶寶里面主要用碳粉、鐵粉、水和食鹽水，再加點添加劑組成一個原電池放電，由于沒有正負極，電子無法分正負電子導出，直接形成短路，從而產生熱量（原電池原理）。

為了保持溫度，暖寶寶使用礦物材料蛭石來保溫。因為暖寶寶在使用前不能發生反應，所以袋子材質要很特別。暖寶寶由原料層、背膠層和無紡布袋組成。無紡布袋是采用微孔透氣膜制作的。它還得有一個常規不透氣的外袋—背膠層。在使用時，去掉外袋，讓內袋（無紡布袋）暴露在空氣里，空氣中的氧氣通過透氣膜進入里面。放熱的時間和溫度就是通過透氣膜的透氧速率進行控制的。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，就沒有什么溫度了。

暖寶寶是利用鐵氧化反應放熱來發熱。實際上，也就是根據鐵在潮濕空氣中發生吸氧腐蝕的原理。同時，利用活性炭的強吸附性，在活性炭的疏松結構中儲有水蒸氣，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生反應生成氫氧化鐵，放出熱量。鐵在自然條件下的氧化反應速度是緩慢的，若能加快這種反應，如設法加大鐵的表面積，使用水、食鹽和活性炭形成原電池來促進反應，就可以得到發熱袋所需的溫度，成為發熱袋的熱源。

取暖驅寒，也要合理使用

我們在使用暖寶寶時，一旦揭開那張貼紙，空氣就會透過原本被密閉的氣孔進入暖寶寶，鐵粉以及其他原料在空氣作用下迅速發生化學變化，產生熱量，“反應完了，熱量也沒了，所以加了蛭石來保溫。”從暖寶寶的材料來看，只要按照科學的使用方法和正確的步驟使用，暖寶寶應該是沒有副作用的，但劣質產品可能會使用工業鐵粉，所以消費者最好不要買很便宜的那種產品。

一般人用暖寶寶是不會有什么不良反應的，暖寶寶能給身體提供熱量，敷在肩膀、腰、膝蓋等地方，還能緩解關節受涼、老化。不過，糖尿病患者、小孩和老人要慎用暖寶寶。因為糖尿病患者肢體末端感覺減退，小孩和老人感覺也不靈敏，所以容易發生低溫燙傷。被暖寶寶燙傷的患者以老年人居多，這與使用前大多沒有仔細閱讀使用方法和注意事項有關。

暖寶寶的最高發熱溫度可達到66℃，可持續12小時均勻放熱，因此暖寶寶是嚴禁直接貼在皮膚上的，也不適合貼在較薄的衣服上，睡覺時也不宜使用。使用時最好每隔1小時檢查一下皮膚，發現有紅斑或其他不適，應立即停止使用。

明白了暖寶寶的原理之后我們可以發現，方便的背后并非隱藏著多么復雜的原理，有的時候一點簡單的常識，只要應用得當，就能創造出更高的價值。endprint