【分かりやすく説明】使い捨てカイロはどうして温かくなるのか ~化学反応の不思議~

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冬になると寒さを逃れるために便利なものが、使い捨てカイロです。

安く手に入り、使用時間もほぼ一日(一日の活動時間分)使えますので、冬には欠かせない便利な物です。

カイロは肌に近い位置に貼りつけたりすると、温度が上がりとても熱く感じる事もあると思います。

では、なぜ、封を開けただけでそんなにも熱くなるのでしょうか。

ここでは、使い捨てカイロが何故温かくなるのかをお伝えします。

金属はさびると熱を放出する

鉄が水に濡れたままの状態で長時間放置しておくとサビが出ます。

これは鉄が空気中の酸素と反応してさびる(酸化鉄になる)という化学反応なのです。

この反応を酸化といいますが、この反応の際、反応熱を放出します。

化学反応が起こるときに出る熱を有効利用したものが使い捨てカイロです。

日常の生活の中でも、鉄がさびる時には熱を放出しているのですが、通常はゆっくりと反応が進むので熱として感じることはないのです。

使い捨てカイロは細かい鉄粉、保水材にしみこませた水、食塩を、活性炭などが入った不織布の袋に入っており、そのカイロ本体を包装しているものがプラスチックの外装となります。

プラスチックの封を開けると、鉄と酸素と水が反応する事によって、鉄が急激にさびていき、反応熱が出て温かくなるというわけです。

言い換えると、プラスチックの封を開けない限りは、外から空気が入ってこない為、鉄はさびません。



使い捨てカイロの各成分の役割とは

細かい鉄粉を使うのは、体積に対する表面積の割合が大きいので、化学反応を起こしやすくして早く温める為です。(小さい粒にすると、酸素に触れる面積は格段に大きくなるからです。)

食塩を入れてあるのは、酸化を早める為です。(※例として:釘などを純水よりも食塩水につけた方がさびやすい)

活性炭は、封をしてあるときに反応が起きないように余分の空気を吸ってくれますし、封を切って空気に触れた時に、たくさんの空気をより多く取り入れる役割もしています。

Fe(鉄)+3/4 O₂(酸素)+3/4 H₂O(水)=Fe(OH)₃(水酸化第二鉄)+エネルギー

なお、途中で熱の放出を止めたいときは、空気が入らないようなビニールなどに密封すればよいのです。

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