化学发热材料的奇妙应用
作者：颜欣彤等????文章来源：《广州市中学生“我与化学”活动论文选编（二）》??
（作者：颜欣彤汤敏玲罗文畅罗敏章谢若霖作者学校：花都区邝维煜中学）
在日常生活中，人们煮饭、洗澡、取暖、行车等等，总脱离不开化学反应提供的热量。
随着生活水平的提高，人们有越来越多的地方需要特殊的热源，如：医疗上的热敷，外出时饭菜的加热，天冷时暖手、
1.
1kgCaO 2.热冰
32O(s)+heatH2OCH32
结晶时会放出大量的热，结晶的样子就像水结冰似的，而且用手摸时会有热的感觉，故称其为“热冰”。
放热情况：升温快速，热量较低，一般为50℃左右，持续时间较短，加热后，会重新变成溶液，可重复利用。
3.铁粉氧化发热
反应原理：铁粉与水、氧气等物质发生缓慢氧化反应，放出热量。
放热情况：可持续发热12小时~24小时，温度保持在50℃~60℃左右，并可通过控制药品与空气的接触的量来控制温度。
二、实验部分
1.实验一
2.实验二
在锥形瓶内再多加一倍量的醋酸钠，然后放到酒精灯上加热使其完全溶解，造成过饱和溶液。
将溶解完的醋酸钠溶液，用少许的蒸馏水清洗锥形瓶的内壁之醋酸钠，再放到室温下，使其慢慢地冷却，若无其他因素，应可成过饱和的溶液。
在做好的过饱和醋酸钠溶液中，加入一些醋酸钠晶体，会使溶液迅速地结晶，并会放出大量的热量。
实现现象：醋酸钠溶液结晶放热温度达到52℃，时间持续了35分钟，加热醋酸钠晶体后，又变回成液
体。
实验分析：CH3COONa·3H2O(s)+heatH2OCH3COO-(aq)+Na+(aq)+3H2O(aq)，由反应方程式可知，过饱和溶液中含有醋酸根离子、钠离子和水分子，当加入醋酸钠晶体时，便给予溶液一种趋力，使其结晶。
要使过饱和的醋酸钠溶液结晶有三个条件：动能、机率、方位。
而加入醋酸钠晶体，是提供其结晶时所需的概率和方向的条件。
由反应方程式可知，当溶液中的粒子结晶时，即反应向左进行，会放出热，这就是为什么锥形瓶摸起来会热的原因。
量。
3.实验三
时间。
续发热12
实验分析：天地通远红外纳米贴内的热敷袋是利用了铁粉氧化发热的原理，因此可通过控制药品与空气的接触的量来控制温度，在热敷袋外贴上控温贴就是减少铁粉与氧气的接触。
硅藻土是高吸水性物质，可令贮存中无氢气发生，使用中，即使将发生氧化作用之水分全部吸收，也不会成为浆状。
只要外层不透气性袋不打开，氧化发热剂就不会氧化，可以长期贮存。
三、三种主要的发热剂对比
在冰天雪地中，士兵们的衣、鞋都可配有发热材料，先进的装备可以提高战斗力，而这些技术也已经在民用上推广开来了。
2.在医疗保健上的应用
治疗跌打损伤、关节肿痛时，常常需要热敷，但用普通暖水袋体积太大，使用很不方便。
而且温度难以控制。
若用电热设备，与人体长期接触，则既不安全又不方便。
针对这种情况，一些医术人员利用了化学的发热反应，制成一种带有药物层的热敷袋，它是利用铁粉氧化反应放热原理制成。
使用简单，发热快。
使
用只需将不透气性外袋取下，进行振荡即可发热。
在适宜的温度下发热时间长，在平均发热温度50℃左右条件下可持续发热12小时~20小时。
3.在日常生活中的应用
（1）保暖
一些商店出售的“暖手蛋”，就是用醋酸钠溶液结晶时发热制成的。
如图所示，把袋内的金属片弯曲，溶液马上结晶并放出热量，温度达50℃左右，放在衣服口袋里，可以暖手1小时左右，在寒冷的冬天里，带
分钟，即
在
（2
近来，一种带自热自冷装置的新型金属易拉罐诞生了。
当开动启用开关，即发热（制冷）加热（冷却）容器中食品。
同时，食品容器密封腔产生膨胀压力，腔内气腔排气减压，数分钟后，即可享受热食品（冷饮品）。
不论何时何地，不论气候条件如何，哪怕冰天雪地、长途旅游均可按需要任选食用。
这是利用了生石灰与水反应放热的原理。
在冬天外出工作、上学，从家里自带午饭，装在利用这个原理制成的饭盒中，每次使用只需更换发热剂，即可随时享用热腾腾的饭菜了。
（3）不用电的电器
现在，有种不用电的熨斗，熨斗内装有生石灰，灌水30秒后，熨斗温度可达100℃左右，可使用10分钟，更换发热体后可再次使用。
五、前景展望
现在市面上的各种发热材料，有的使用起来并不环保。
如CaO的制取需高温煅烧石灰石，在此过程中需消耗掉大量的煤，不仅会产生有毒气体，污染空气，还会生成大量的CO2，令地球的温室效应进一步恶化。
如果可利用太阳能把石灰石分解CaCO3太阳能CaO+CO2↑，把CO2制成干冰，而且把CaO用作发热材料，实现环保制造CaO而不会
污染环境。
（作者学校：花都区邝维煜中学指导老师：陈雪薇）
点评：
早期应用于军事领域的化学发热材料已逐渐渗透到医疗保健和人们的日常生活之中。
花都区邝维煜纪念中学课题小组的同学通过对几种常用化学发热剂反应原理的研究以及应用介绍，帮助人们增加了对化学发热材料的认识。
研究小组的同学在查阅资料过程中，拓展了自己的知识面，学会了如何收集、整理、分析和利用信息；在探究发热剂发热原理的实验中，学会了如何设计实验方案、如何记录实验现象及如何进行实验分析，提高了动手实验的能力；在选取研究内容过程中，学会了关注身边的化学现象和化学问题，进一步认识到了化学、社会与生活之间的密切联系，切身感受了化学对改善人类生活和促进社会发展所起到的重要作用，激发了同学们学习化学的兴趣，也增强了学好化学的自信心。
（孙力克）。