醋酸钠|古今取暖神器大赏：一场关于温度与风度的奋斗史
出品：科普中国
制作：橘子大人
监制：中国科学院计算机网络信息中心
北京从上周开始就已经慢慢进入了零下 ， 在寒冷的冬天里 ， “美丽冻人”女孩的必备品就是暖宝宝了 。 但是你知道暖宝宝的“发家史”吗？暖宝宝又是怎样给我们带来温暖的呢？
从汤婆子到暖贴 ， 一部属于暖宝宝的“发家史”
其实在古代就已经有了暖宝宝 ， 但是当时的暖宝宝并不像我们现在这样便捷 ， 而是采用热传递的方式来实现取暖的 ， 又称为“汤婆子” 。 汤婆子是在导热的容器内装满热水 ， 通过热传递的方式将水的热量传导给我们的身体 ， 这仅仅是一个纯物理的过程 。
△来源：veer图库
现代暖宝宝最初是由日本人发明的 ， 又称为“暖贴” 。 不用火、电、水等其他能源 ， 撕开外袋即可发热 ， 并能维持8-18个小时 。
【醋酸钠|古今取暖神器大赏：一场关于温度与风度的奋斗史】△来源：百度百科
这类的暖宝宝利用氧化反应 ， 从而将化学能转变为热能 。 暖贴是由原料层 ， 明胶层和无纺布袋三部分组成 。 无纺布袋是采用微孔透气膜制作而成 ， 它同时还有一个常规不透气的外袋 。 在使用时 ， 去掉外袋 ， 让内袋（无纺布袋）暴露在空气里 ， 空气中的氧气迅速透过透气膜与内袋的化学物质发生反应 。
总的反应过程如下：
△图片来源：作者提供
这种暖宝宝放热的时间和温度是由透气膜透氧速率进行控制的 。 如果透氧太快 ， 热量就会一下放掉 ， 而且还会烫伤皮肤；但是如果透氧速度太慢 ， 则温度几乎无变化 。
铁片暖宝宝：取暖就像变魔术
在我上初中的时候 ， 那会兴起的还是一种透明的袋子里装着一个小铁片（一不小心暴露了年纪） ， 只要轻轻掰动小铁片 ， 袋子里的液体就会瞬间结晶并且发热 。 这对于当时还不了解科学的我简直如变魔术一般 。
△来源：taobao.com
铁片式的暖宝宝是如何可以实现轻轻掰动铁片就发热呢？首先来看一下铁片式暖手宝的主要成分：过饱和醋酸钠溶液 。
那什么是醋酸钠过饱和溶液呢？让我们一起打开尘封已久的记忆 。
1. 醋酸钠溶液是混合物 ， 但是其主要的成分为醋酸钠 ， 也称为乙酸钠 ， 分子式为CH3COONa 。 醋酸钠是强电解质 ， 极易溶于水 。
△来源：百度百科
2. 过饱和溶液是指一定温度、压力下 ， 当溶液中溶质的浓度已经超过该温度、压力下溶质的溶解度 ， 而溶质仍未析出的溶液 。 该现象被称为过饱和现象 。 如下图所示硝酸钾的溶解度曲线 ， 位于曲线上的点为饱和溶液 ， 此时溶液中的溶质质量正好为溶质的溶解度 ， 而位于曲线上方的点 ， 则处于过饱和状态；位于曲线下方的点 ， 则处于不饱和状态 。
△图片来源：作者提供
过饱和溶液是不稳定的 ， 如果搅拌溶液、使溶液受到振动、摩擦容器器壁 ， 或者在溶液中投入固体“晶种” ， 溶液中过量的溶质就会马上结晶析出 。
对于醋酸钠过饱和溶液来说 ， 在固定的温度下 ， 醋酸钠溶质在溶剂中是不会发生任何化学反应的 。 但是由于过饱和溶液中的溶质溶度过高而不稳定 ， 极易发生变化 。 因此当我们掰动铁片时 ， 铁片产生轻微的振动 ， 这就会使得溶液发生化学变化从而使过饱和溶液结晶 ， 它的结晶过程就是放热的过程 ， 从而会使得暖手宝发热 。 放热的持续时间约为35-40分钟 ， 想要再次使用时只需要将暖手宝放在热水里完全融化成液体即可 。
注意 ， 不能用沸水直接烫 ， 否则暖手宝不能完全变成液体 。 同时 ， 暖手宝也并不是可以无限次重复使用的 ， 其最大使用次数约为50次 。
使用暖宝宝 ， 安全规则要记牢
对于醋酸钠饱和溶液制成的暖手宝 ， 大家在使用时都会比较担心它的安全问题 。
其实醋酸钠对人体不会有伤害 。 举个例子 ， 死海里面的物质主要就是氯化钠 ， 也就是盐 ， 平时泡的时间长了皮肤会感到不舒服 。 而醋酸钠的腐蚀性 ， 是比氯化钠还要低的 。
在日常生活中 ， 醋里面的主要成分就是醋酸 ， 盐里面的主要成分是钠 ， 也就是说醋酸钠是大家都会经常接触的 ， 只是不注意而已 。 所以即使这种小容量的暖手宝破损 ， 仍然对人体没有危害 。
不过 ， 各位“冻人”女孩在使用暖手宝时还是要注意不要被烫伤哦～
参考文献：
1.https://baike.so.com/doc/1870436-1978364.html
2.https://baike.so.com/doc/1484114-1569339.html
3.http://k.sina.com.cn/article_2169891005_8155e8bd020004hrt.html
4.http://blog.sina.com.cn/s/blog_b821227301013r0m.html
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