暖宝宝

暖宝宝的主要成分及分析理化1 25 钟鑫
一．概述：同组：徐明月
冬天寒冷的时候，人们会使用各种方式来御寒保暖。

其中有一种很方便的贴片——暖宝宝，它薄如纸、轻如棉、柔软而富有弹性，使用时只须往相应部位一贴，立刻就能发热，温度最高达63℃，平均53℃。

持续时间在10－12小时，对腰，肩，胃，腿及关节等疼痛均有缓解作用，在寒冷的冬季对防止冻伤、驱寒有很好的效果，而且携带方便，发热持久稳定。

现在市场上进口的品牌有：袋鼠LOTTE 乐天健康产业考拉熊。

国内生产日本合资的品牌比较多的：上海的小林樱花的热力贴爱她等。

国内的品牌也比较多：暖山很杂，进入中国比较早的是要算袋鼠了，现在正规的品牌是大连的爱丽斯其他的品牌没有正规的途径，都是那个和日本有贸易的公司顺便带回来的产品，但是可以保证是正品，国内仿造最多的就是袋鼠，认知程度最高，粗制滥造，做工很差劲。

“暖宝宝”是铁，蛭石，活性炭，无机盐，水等合成的混合物。

其中蛭石是一
种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为Mg
0.5(H
2
O)
4
Mg
3
[AlSi
3
O
10
](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。

莫氏硬度1.5～2.8，比重2.1～2.7。

用加热或化学方法使其膨胀，体积可膨胀20倍左右。

加热后的蛭石变成银灰色，比重下降到0.6～0.9。

约有80％的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。

蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。

将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄膜呈半透明。

这种薄膜表层的保温性能极好，用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电缆外包层等都很适宜。

二．发热原理：
“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的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。

负极：
Fe-2e-＝Fe2+
正极：O2 + 2H2O + 4e-＝4OH-
总反应：2Fe + O2 + 2H2O＝2Fe(OH)2
2Fe(OH)2 + 2H2O + 3O2＝4Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
三．仪器与试剂：
原电池反应槽、导线、灵敏电流表、铁片、碳棒、5%NaCl溶液、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、铂丝、蒸发皿、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、澄清石灰水，AgNO3溶液(C=0.029mol/L)，络酸钾指示剂，K2Cr2O7，SnCl2溶液, 10％NaWO4 ,1.5%TiCl3,H2SO4-H3PO4(1:1)混酸，0.5%二苯胺磺酸钠溶液,3:2 盐酸。

四．分析步骤：取少量样品，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：第一份滤液中加入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+。

（1）铁的测定：
利用量气法，装置如图：
在圆底烧瓶中放入10g样品，在长颈漏斗中倒入一定量的稀硫酸溶液，按照装置进行反应，在量气管中得出产生气体的量V（ｍｌ），根据反应方程式得到铁的含量。

Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑Fe%=0.89*v*56/2
（2）氯离子含量的测定：
1.硝酸银溶液的配制与标定
2.测定：取少量样品，加水溶解，有大量不溶物，过滤后得到无色透明滤液。

吸取3份25.0ml该滤液置于锥形瓶中,加水25ml。

另取一锥形瓶加入50ml蒸馏水作为空白。

各加入1ml铬酸钾指示剂，在不断摇动下用硝酸银标准溶液滴定至刚出现砖红色沉淀。

3.结果计算：氯离子（mg/l）=(V2-V1)*M*35.45*1000/V V1----蒸馏水消耗硝酸银标准溶液体积，ml; V2----水样消耗硝酸银标准溶液体积，ml; M----硝酸银标准溶液浓度，mol/l; 氯离子的摩尔质量----35.45，g/mol
蛭石
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。

它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。

其晶体结构为单斜晶系，从外形上它看上去像云母。

蛭石是一定的花岗岩水合时产生的。

它一般与石棉同时产生。

由于蛭石有离子交换的能力，它对土壤的营养有极大的作用。

2000年世界的蛭石总产量超过50万吨。

最主要的出产国是中国、南非、澳大利亚、津巴布韦和美国。

蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为
Mg0.5(H
2O)4Mg
3
[AlSi
3
O
10
](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。

约有80％的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。

蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。

将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄膜呈半透明。

这种薄膜表层的保温性能极好，用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电缆外包层等都很适宜。

蛭石的化学成份(%)
SiO
2Al
2
O
3
Fe
2
O
3
MgO H
2
O
37-43 9-17 5-24 11-23 0.5-9
（3）蛭石中铝离子的含量测定：
（1）称量：准确称量0.06-0.07g暖宝宝剩余混合物于50mL塑料烧杯中。

（2）溶解：加入10mL NaOH溶液，在水浴中加热溶解，待样品大部分溶解（有少许黑渣为碱不溶物），稍冷后，加（1+1）HCL溶液至有絮状沉淀产生，再多加10ml（1+1）HCL溶液。

定量转移试液于250mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。

（3）含量测定: 准确移取上述试液25ml与250ml锥形瓶中，加入30mL 0.02mol •L-1EDTA溶液，二甲酚橙指示剂2滴，将溶液煮沸3min左右，冷却，加入20%六次甲基四胺溶液20mL，此时溶液应呈黄色，（如不呈黄色，可用HCl调节）。

用0.01mol•L-1锌标准溶液与多余的EDTA络合滴定，使溶液由黄色变为紫红色（不计滴定的体积）。

加入20%NH4F溶液10mL，将溶液加热至微沸，流水冷却，再补加二甲酚橙指示剂2滴，此时溶液应呈黄色，（若溶液呈红色，应滴加1:3 HCl使溶液呈黄色），再用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色时，即为终点。

根据消耗的锌盐溶液的体积，计算Al的百分含量。

（4）活性炭
暖宝宝里的活性炭是用来吸收发热过程中产生的水分的。

将所有滤渣收集起来，烘干，得黑色粉末，点燃，能够燃烧，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，确定其为碳粉。

计算百分比即可。

四结果计算：
1）硝酸银标准溶液的滴定度（T）按下式计算：
T= 10×1.0/(V-V1 ) mg/ml
式中：V1—空白试验消耗硝酸银标准溶液的体积，ml；
V—氯化钠标准溶液消耗硝酸银溶液的平均体积, ml；
10—氯化钠标准溶液的体积，ml；
1.0—氯化钠标准溶液的浓度，mg/ml
最后调整硝酸银溶液浓度，使其成为1ml，相当于1mg氯离子的标准溶液。

2）氯离子（mg/l）=(V2-V1)*M*35.45*1000/V V1----蒸馏水消耗硝酸银标准溶液体积，ml; V2----水样消耗硝酸银标准溶液体积，ml; M----硝酸银标准溶液浓度，mol/l; 氯离子的摩尔质量----35.45，g/mol
3）铁离子
五．思考题
（1）为什么暖宝宝要使用双层包装？
答：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。