14.使い捨てカイロを作る

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[目的]鉄の酸化熱を利用して使い捨てカイロを作る。
[領域]化学:反応熱

1.鉄粉とバーミキュライトで使い捨てカイロを作る
[準備]鉄粉 バーミキュライト 食塩水 紙袋
[操作]
バーミキュライトと食塩水をよく混ぜて内袋に入れ、さらに鉄粉を加えてよく振る。
[留意点・工夫点]
内袋、穴開きビニール袋、外袋を作っておくとよい。内袋はコーヒーのペーパーフィルターを使い、混合物を入れて密閉し穴開きビニール袋に入れ、さらに外袋(障子紙)に入れてでき上がり。良くふるとぽっかぽか。
穴開きビニール袋は穴の数で温度と持ち時間が違ってくる。丸めてパンチで穴 を開けると早い。
鉄粉:バーミキュライト:食塩水は、1(g):4(g):1(ml)の割合で混合する。
バーミキュライトと食塩水は全体を湿らせる。
内袋の2/3くらいに混合物が入るのが振りやすくてよい。
鉄粉はヨツハタ化学の300メッシュがよい。
バーミキュライトの代わりにパン粉と活性炭を混合して使用してもよい。

2.鉄粉混合物の温度変化を測定し発熱の様子を調べる
[準備]鉄粉 活性炭 塩化ナトリウムNaCl水溶液 紙袋
[操作]
1)鉄粉、活性炭をよく混合し温度を測る。
2)混合物に10%塩化ナトリウム水溶液を加えて温度変化を記録し、表とグラフに表す。
[留意点・工夫点]
鉄粉は100メッシュ(直径0.15mm位)〜300メッシュ、活性炭は150メッシュ(直径0.10mm位)を使う。
鉄粉:活性炭:塩化ナトリウム水溶液は、40(g):4(g):10(ml)の割合で混合する。
塩化ナトリウム水溶液を少しずつ加え全体を湿らせるように混合する。
発熱を始めるとタオルなどで容器を保温するのが良い。
紙袋は、キッチンペーパーや封筒を使っても良い。

[全般的な留意点・工夫点]
鉄粉は目に入ると危ないので注意する。
実験後、発火の危険があるので混合物をごみ箱に捨てない。
食塩水は、鉄と酸素が化合するための触媒。活性炭またはバーミキュライトは、食塩水を含ませ、発熱を穏やかに持続させる役割をする。
Fe + 3/4 O2 + 3/2 H2O = Fe(OH)3 + 0.4035 KJ
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