暖宝宝主要成分的组成分析研究 读书报告

暖宝宝主要成分的组成分析研究读书报告

一．暖宝宝的由来

暖宝宝最早由日本人发明，并兴起于日本国内，为最新一代日本高科技产品。该产品薄如纸，轻如棉，随着人们生活水平的提高,一次性取暖用品也广泛应用到人们生活当中，由于叫法不同可分为：保暖贴、发热贴、取暖片、暖手袋、暖手包、一贴热、暖足贴、舒经贴、暖宫宝、妇经暖贴、随身暖贴等。

二．基本原理

暖宝宝发热材料主要由铁粉、活性碳、蛭石、水、盐等材料构成。加入相关成分材料可以增加远红外功能、负离子功能、药性的功能。

暖贴所用内袋是在无纺布上敷的一种可透气薄膜，它是以PE为载体，通过特殊工艺使透气膜形成独特的微孔结构。这些高密度分布在薄膜表面的特殊结构能像皮肤一样进行呼吸。从而使取暖袋内袋中的发热材料与内袋的两个面可以平整均匀的吸附在一起。形成一个完整的暖贴片。该透气膜透气量均匀性又决定了产品发热温度、保持时间等的稳定性。

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。

为了使温度能够持续更长，产品使用了矿物材料蛭石来保温。

因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别，由原料层，明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——明胶层。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。使用后为黑褐色固体，其中含碳粉、NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。

发热的反应：

负极：Fe-2e-＝Fe2+

正极：O2 + 2H2O + 4e-＝4OH-

总反应：2Fe + O2 + 2H2O＝2Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2＝4Fe(OH)3↓

2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O

三．实验用品

试剂：稀硫酸，澄清石灰水，暖宝宝用后的剩余混合物（黑褐色固体）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、5%NaCl溶液

仪器：烧杯、试管、漏斗、滤纸、铁架台、胶头滴管、玻璃棒、pH试纸、药匙、酒精灯四．暖宝宝成分分析

1.铁粉和活性炭：

检验方法：先将少许“黑色粉末”溶于稀硫酸，冒出大量地气泡，再观察溶液颜色呈现绿色（可能是铁粉和氧化铜）。将所得绿色溶液稀释，仍旧是浅绿色（排除硫酸铜的可能性，只有铁粉）。接着，将较多“黑色粉末”放在致密的铁丝网上用酒精灯加热试图点燃，并在上方罩涂有澄清石灰水的干燥烧杯不多久，烧杯内壁出现一层白膜（C+O2=CO2,Ca(OH)2+CO2=CaCO3+2H2O)

取暖的原理在于铁粉在空气中缓慢氧化放出热量，而活性炭起着吸附空气中的水蒸气和氧气，加快缓慢氧化的速度。

2.蛭石：

蛭石一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2，因加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭（蚂蟥）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色，带油脂的玻璃光泽。

检验方法：（1）取少量样品（暖宝宝用过后的黑色混合物），加水溶解，有大量不溶物。过滤，得到无色透明滤液，将滤液分成四份。

（现象）一份滤液中加入KSCN溶液，无明显现象。第二份加入AgNO3溶液，出现白色沉淀。第三份滴加NaOH溶液，无明显现象。第四份做焰色反应火焰为黄色。

[结论]说明样品可部分溶解，产物中含有NaCl,溶入水后的滤液中不含Fe3+,Al3+,Mg2+。

（2）另取少量样品，加入过量HCl溶液，过滤，得到金黄色澄清滤液。将滤液分成两份。

一份加入KSCN溶液，溶液立即变为血红色.另一份滴加NaOH溶液，一开始无明显现象，用pH试纸调节溶液的pH值为7，使NaOH溶液将剩余的HCl溶液中和。继续滴加NaOH溶液，渐渐开始出现墨绿色沉淀，振荡，沉淀消失。继续滴加NaOH溶液至过量，沉淀部分消失，变为棕黄色。静置分层，上层为无色透明溶液，下层积聚着红褐色沉淀，过滤，将得到的固体加热，得红棕色固体，该固体不溶于水，溶于酸得棕黄色溶液，初步确定为Fe2O3。

[结论]墨绿色沉淀为红褐色氢氧化铁沉淀和白色氢氧化铝（可能也有氢氧化镁）沉淀的混合物，继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝沉淀逐渐消失，最终剩余红褐色氢氧化铁沉淀。五.实验问题讨论

1．为什么暖宝宝在用之前和用之后的固体状态不一样呢？

解：用之前内有NaCl溶液，各物质未反应，故为糊状物；用之后都转化为固体，故相对较硬。

2．为什么暖宝宝要使用双层包装？

解：外层是一个常规不透气的外袋，用来隔绝空气，使用时需要有氧气参与，故内层采用微孔透气膜制作的无纺布袋。

3．为什么暖宝宝能发热，而且能保持如此之长的时间？

解：它是通过铁粉的缓慢氧化放热，再通过原电池原理加速氧化，使化学能转变为电能，然

后利用蛭石来保持温度，故能常达12小时之久，而且整个过程温度基本恒定。

六．暖宝宝作用

第一大功能——保暖

人体的正常体温是36.5 ℃ 。夏季连续38 ℃ --39 ℃ 的高温会让人们烦闷异常，28 ℃ 是人体感觉较舒服的外界环境温度，这样的温度人体会感到凉热适中。人在33 ℃ 的温度下，作为人体“空调”的汗腺就会开始启动。到了35 ℃ 时，皮肤微微出汗，心跳加速，血液循环加速，到了36 ℃ 身体就开始报警。可见环境温度是影响人体热量平衡的主要因素。当气温小于15 ℃ 时，天气冷凉，人体与外界的热量交换以人体失热为主，只要人体失热就会感觉到冷。如果温度高于19 ℃ ，人们很少利用服装保暖，若低于15 ℃ ，则必须依赖服装保暖，但会影响到人的外在服饰美观及活动的便利与舒适。这时人们使用暖