“暖宝宝”里神秘的化学

李瑞祥+邵红能

寒冷的冬天里，有一个可以取暖的物品，这大概就是人生中最幸福的事情了！你还害怕寒风凛冽时不敢出门吗？有了暖宝宝，你就什么都不用怕了。暖宝宝的结构成分有哪些？它的发热原理到底是什么？在人教版高中化学选修4课本《化学反应原理》第四章“电化学基础”的第一节“原电池”中介绍的原电池原理，就是我们生活中常见的暖宝宝的发热原理。

暖宝宝为什么会发热？

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。简单说来，暖宝宝里面主要用碳粉、铁粉、水和食盐水，再加点添加剂组成一个原电池放电，由于没有正负极，电子无法分正负电子导出，直接形成短路，从而产生热量（原电池原理）。

为了保持温度，暖宝宝使用矿物材料蛭石来保温。因为暖宝宝在使用前不能发生反应，所以袋子材质要很特别。暖宝宝由原料层、背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—背胶层。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。

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地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。

取暖驱寒，也要合理使用

我们在使用暖宝宝时，一旦揭开那张贴纸，空气就会透过原本被密闭的气孔进入暖宝宝，铁粉以及其他原料在空气作用下迅速发生化学变化，产生热量，“反应完了，热量也没了，所以加了蛭石来保温。”从暖宝宝的材料来看，只要按照科学的使用方法和正确的步骤使用，暖宝宝应该是没有副作用的，但劣质产品可能会使用工业铁粉，所以消费者最好不要买很便宜的那种产品。

一般人用暖宝宝是不会有什么不良反应的，暖宝宝能给身体提供热量，敷在肩膀、腰、膝盖等地方，还能缓解关节受凉、老化。不过，糖尿病患者、小孩和老人要慎用暖宝宝。因为糖尿病患者肢体末端感觉减退，小孩和老人感觉也不灵敏，所以容易发生低温烫伤。被暖宝宝烫伤的患者以老年人居多，这与使用前大多没有仔细阅读使用方法和注意事项有关。

暖宝宝的最高发热温度可达到66℃，可持续12小时均匀放热，因此暖宝宝是严禁直接贴在皮肤上的，也不适合贴在较薄的衣服上，睡觉时也不宜使用。使用时最好每隔1小时检查一下皮肤，发现有红斑或其他不适，应立即停止使用。

明白了暖宝宝的原理之后我們可以发现，方便的背后并非隐藏着多么复杂的原理，有的时候一点简单的常识，只要应用得当，就能创造出更高的价值。endprint