基本介紹
- 中文名：暖貼
- 用途：防寒保暖、熱敷身體、暖宮暖胃
- 持續時間：12小時
- 產品性質：鐵，蛭石，活性炭，食鹽等混合物
作用原理,原理解析,功能用途,產品性質,注意事項,探究過程設計,實驗用品,實驗步驟,探究結論,發展歷史,國外,國內,
作用原理
暖貼中的原料層可以在空氣中氧氣的作用下12－20小時內持續不斷地釋放熱量，這種反應過程是從一打開真空包裝的時候開始的。
原理解析
暖貼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，在活性炭的疏鬆結構中儲有水蒸氣，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的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。
負極：Fe-2e-=Fe2+
正極：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-
總反應：2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O
功能用途
3、驅寒保暖，促進人體微循環，對手、腳凍傷、骨傷、肌肉損傷等症狀具有良好的消腫止痛功能。
4、促進經絡暢通，熱敷相關穴位，消除胃寒不適、經血不通等症狀，具有活血化瘀的作用。
5、冬季替代厚重的棉衣，為人體提供溫度保障。
產品性質
暖貼是鐵，蛭石，活性炭，食鹽，水等合成的混合物。其中蛭石是一種鐵鎂質鋁矽酸鹽礦物，成分為Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2，因加熱時能迅速膨脹，彎曲呈水蛭（螞蟥）狀而得名。蛭石一般呈褐色、褐黃色或暗綠色，帶油脂的玻璃光澤。約有80%的膨脹蛭石用於建築工業，是良好的隔熱、隔音材料。蛭石是當今世界首屈一指的超級保溫材料。將蛭石經過一系列複雜的化學處理，提取出來的蛭石薄膜呈半透明。這種薄膜表層的保溫性能極好，用來製作防火覆蓋層、房頂防熱、高溫襯墊、熔爐或鍋爐用的膨脹連線件，冰櫃等家用電器、孵化器的防熱層和電纜外包層等都很適宜。
那么，我們使用的暖貼的發熱原理是怎樣的呢？通過收集相關資料，對暖貼的反應原理和使用過後的產物進行探究和鑑定。
注意事項
1、 取暖袋使用時要貼於內衣的外側，不要直接貼於人體皮膚上（肌貼型除外）。
2、 取暖袋的最高發熱溫度為68℃，可持續12小時均勻放熱，晚上睡覺時不宜使用。
3、 請避免在同一位置長時間使用，並注意皮膚狀況，如有異常立即取下。
4、 請妥善保管產品，避免使取暖袋的真空塑膠包裝袋損傷或破壞，否則產品會失效。
探究過程設計
實驗用品
原電池反應槽、導線、靈敏電流表、鐵片、碳棒、5%NaCl溶液、燒杯、試管、漏斗、濾紙、鐵架台、膠頭滴管、玻璃棒、pH試紙、藥匙、酒精燈、鉑絲、蒸發皿、暖貼用後的剩餘混合物（黑褐色固體）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。
實驗步驟
①原理探究
[現象]電流表指針偏轉，鐵片上出現紅褐色物質。
[結論]鐵和碳可以形成原電池來加速鐵的氧化反應，從而更快地釋放出熱量。
②產物探究
（1）取少量樣品，加水溶解，有大量不溶物。過濾，得到無色透明濾液，將濾液分成四份。
[結論]說明樣品可部分溶解，產物中含有NaCl，溶入水後的濾液中不含Fe3+，Al3+，Mg2+。
（2）另取少量樣品，加入過量NaOH溶液，有大量不溶物。過濾，得到無色透明濾液。取少量濾液於試管中，滴加KSCN溶液，無明顯現象。[結論]樣品不與鹼反應。
（3）另取少量樣品，加入過量HCl溶液，過濾，得到金黃色澄清濾液。將濾液分成兩份。一份加入KSCN溶液，溶液立即變為血紅色。
另一份滴加NaOH溶液，一開始無明顯現象，用pH試紙調節溶液的pH值為7，使NaOH溶液將剩餘的HCl溶液中和。繼續滴加NaOH溶液，漸漸開始出現墨綠色沉澱，振盪，沉澱消失。繼續滴加NaOH溶液至過量，沉澱部分消失，變為棕黃色。靜置分層，上層為無色透明溶液，下層積聚著紅褐色沉澱，過濾，將得到的固體加熱，得紅棕色固體，該固體不溶於水，溶於酸得棕黃色溶液，初步確定為Fe2O3。
（4）將濾渣收集起來，烘乾，得黑色粉末，點燃，能夠燃燒，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，初步確定其為碳粉。
③實驗中的問題設計
（1）為什麼暖貼在用之前和用之後的固體狀態不一樣呢？（用之前內有NaCl溶液，各物質未反應，故為糊狀物；用之後都轉化為固體，故相對較硬）
探究結論
通過觀察到的實驗現象，我們綜合多種因素得出結論：暖貼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。為了使溫度能夠持續更長，產品使用了礦物材料蛭石來保溫。因為產品在使用前不能發生反應所以袋子材質要很特別，由原料層，明膠層和無紡布袋組成。無紡布袋是採用微孔透氣膜製作的。它還得有一個常規不透氣的外袋——明膠層。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裡面。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，就沒有什麼溫度了。使用後為黑褐色固體，其中含碳粉、NaCl固體、Fe2O3固體以及含鎂鋁的鹽類。
發展歷史
國外
在日本70年代，有人基於化學知識發明了取暖袋。不用火、電、水或其他能源，撕開外袋即可發熱，可保持8-18小時左右（平均溫度52℃），因此叫暖身寶又叫取暖袋（便利懷爐）。在日本便利懷爐已經成為現代生活的必需品。冬季在戶外活動時，可防止肌肉過冷而緊張、防止手部凍傷、預防感冒、或者緩解腰痛、腿痛、肩痛和其他生理病痛。在日本的冬季，三個月內的銷售量為8億以上，2005年日本國內總計銷售取暖貼14.6億貼。因為不使用火，小孩和老人都可安全使用。
國內
中國初期的暖貼多由貿易商從日本進口而來，隨著國內市場需求的增加，眾多日本生產企業開始在國內興建生產工廠，2006年國內湧現出了較多品牌，日化企業利用其行業優勢率先搶占日用品市場，賺取了第一桶金，但此時由於技術和國家政策緣故，導致部分企業夭折。2008年，中國的保暖貼市場已漸入佳境，通過漫長的市場培育期，消費者對產品的認知逐漸覺醒，消費習慣正在慢慢形成。初期的暖貼多由貿易商從日本進口而來，隨著國內市場需求的增加，越來越多的廠家將目光投到了生產暖貼的市場，2006年大部分廠商開始生產銷售暖貼，由於生產廠商眾多，部分廠商受到其銷量大的誘惑，大量生產暖貼。隨著暖貼在國內市場銷售的熱潮，不少廠商在利益的驅使下，導致市場上暖貼的質量良莠不齊。
