- 苏州马小云
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任何可溶於水之物质在水中皆有溶解的上限,这状态我们称为饱和。当温度不变,而我们又加了超过饱和状态的物质质量时,欲使之溶解於水中,便需加热。对於大部分物质而言,一旦温度降回室温,超过饱和的质量便会变回晶体,不再溶於水中。然而,对於某些物质,就算降回室温,物质仍溶於水中,超过了饱和状态,我们称为过饱和。
此一状态是不稳定的,一旦经由某种机制触发,物质便会开始结晶,并同时释放之前所吸之热,於是便有了暖暖包的效果。
以醋酸钠为例,可取一锥形瓶,装的蒸馏水,加入醋酸钠使其溶於水中,直到无法溶解为止。接著在锥形瓶内再多加一倍量的醋酸钠,然后放到电热板上加热使其完全溶解。将溶解完的醋酸钠溶液,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。最后在做好的过饱和醋酸钠溶液中,加入一些醋酸钠晶体,会使溶液迅速的结晶,并会放出大量的热量。
此反应的反应式为:
此醋酸钠过饱和溶液可以重复使用,当其结晶之后,再加热后使其慢慢地冷却,便可恢复成原来的过饱和溶液,因为加热可使反应向右进行,使晶体溶解在水中,呈离子的状态,也因此暖暖包才可以不断重复使用。
注意:在密封的塑料袋中装入醋酸钠过饱和溶液和溶液重量0.05—0.1%高锰酸钾及适量彩色金碎粉,再装进去带扭簧的金属夹构成的启动器。只需轻轻地夹动密封塑料袋中带扭簧的金属夹,就能迅速地启动袋中醋酸钠过饱和溶液产生结晶核心,并使醋酸钠过饱和溶液结晶释放热量,供人们取暖,其温度可达50℃左右。冷却后再放入80℃左右的热水中浸泡或蒸煮3—5分钟,又可重新发热
- 皮皮
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那是一种过饱和溶液,具体成分不明。当扳动金属片的时候,其实是应用摩擦消除了过饱和溶液并不稳定的“稳定”状态,使溶液在金属片表面形成微小晶核并迅速生长,消耗溶液中过饱和的那部分溶质,直至溶液进入稳定的饱和状态,这个过程是要放热的。这就是热宝的原理。
而加热可以使它重新吸热回到原来的状态,就等于储存了热能。由于过饱和溶液的浓度太高,所以并不稳定。当扭曲金属的时候,所产生的轻微震动便足以使溶质结晶(crystallize),变成较稳定的固体。然而,这个过程是放热的(exothermic),所以暖手袋告开始暖起来。
在某温度下,溶质 ( solute)在溶剂(solvent)中的可溶性是不变的,例如食盐(氯化钠)在水的可溶性在室温时是36g/100mL水。当溶液中的浓度与其可溶性相等时,这种溶液便称为饱和(saturated)液;而当溶液的溶度比其可溶性还要高的时候,这种溶液便称为过饱和溶液。暖手袋里的液体就是过饱和溶液醋酸钠(sodium acetate, CH3COONa)。
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暖手宝的取暖原理
外观:一个密封塑胶袋,里面充满透明液体,液体中放有一个金属片。
为了全面一点,我把《使用说明》也贴上:
1、使用——轻轻弯曲袋内金属片,袋中液体即出现结晶状(蓝色半透明),变硬成固体。发热温度50度左右(约1小时)。
2、备用——使用后,把其放入沸水煮10分钟,直至结晶体完全恢复成透明液体,冷却后,可再次使用。
3、产品可依以上方法反复使用多次。
4、在炎热的夏天,可以改做冷宝,像冰袋一样使用、防署降温,但使用前需要在冰箱里冷冻。
要了解“暖手宝”暖手的原理,我们先要知道什么是过饱和(super saturated)溶液。在某温度下,溶质 ( solute)在溶剂(solvent)中的可溶性是不变的,例如食盐(氯化钠)在水的可溶性在室温时是36g/100mL水。当溶液中的浓度与其可溶性相等时,这种溶液便称为饱和(saturated)液;而当溶液的溶度比其可溶性还要高的时候,这种溶液便称为过饱和溶液。暖手袋里的液体就是过饱和溶液醋酸钠(sodium acetate, CH3COONa)。
由于过饱和溶液的浓度太高,所以并不稳定。当扭曲金属的时候,所产生的轻微震动便足以使溶质结晶(crystallize),变成较稳定的固体。然而,这个过程是放热的(exothermic),所以暖手袋告开始暖起来。
暖手袋有一个优点,就是可以循环再用。只要把暖手袋放入沸水中加热约l0分钟,凝结了的溶质便会再次溶解;这是由于在高温下,溶质的可溶性增加。在溶解的过程中,溶质进行吸热反应(endothermic reaction),再次成为过饱和溶液。
据说包装好像是用PVB材料做的,这种材料常温下无毒,但是,加热之后会析出有毒的物质。这种商品,国家质量监督局还没有检测过,安全度有待思考。
自制“暖手宝”
1 把175g的醋酸钠(CH3COONa)放入盛有50mL水的烧杯中:
2 用热水浴盆把烧杯中的醋酸钠溶解;
3 把溶液倒进—个保鲜袋里,并加入一块可扭曲的金属
- 牛云
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任何可溶於水之物质在水中皆有溶解的上限,这状态我们称为饱和。当温度不变,而我们又加了超过饱和状态的物质质量时,欲使之溶解於水中,便需加热。对於大部分物质而言,一旦温度降回室温,超过饱和的质量便会变回晶体,不再溶於水中。然而,对於某些物质,就算降回室温,物质仍溶於水中,超过了饱和状态,我们称为过饱和。
此一状态是不稳定的,一旦经由某种机制触发,物质便会开始结晶,并同时释放之前所吸之热,於是便有了暖暖包的效果。
以醋酸钠为例,可取一锥形瓶,装的蒸馏水,加入醋酸钠使其溶於水中,直到无法溶解为止。接著在锥形瓶内再多加一倍量的醋酸钠,然后放到电热板上加热使其完全溶解。将溶解完的醋酸钠溶液,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。最后在做好的过饱和醋酸钠溶液中,加入一些醋酸钠晶体,会使溶液迅速的结晶,并会放出大量的热量。
此反应的反应式为:
此醋酸钠过饱和溶液可以重复使用,当其结晶之后,再加热后使其慢慢地冷却,便可恢复成原来的过饱和溶液,因为加热可使反应向右进行,使晶体溶解在水中,呈离子的状态,也因此暖暖包才可以不断重复使用。
注意:在密封的塑料袋中装入醋酸钠过饱和溶液和溶液重量0.05—0.1%高锰酸钾及适量彩色金碎粉,再装进去带扭簧的金属夹构成的启动器。只需轻轻地夹动密封塑料袋中带扭簧的金属夹,就能迅速地启动袋中醋酸钠过饱和溶液产生结晶核心,并使醋酸钠过饱和溶液结晶释放热量,供人们取暖,其温度可达50℃左右。冷却后再放入80℃左右的热水中浸泡或蒸煮3—5分钟,又可重新发热。