핫팩이 따뜻해지는 원리 철(Fe) 산화 반응

강추위 속에 반복되는 출근길이지만 주머니 속 핫팩 덕분에 추위를 녹이며 하루를 시작합니다. 역시 겨울 출근길 필수템입니다.

핫팩은 흔들어주거나 주물러주면 짧게 3~4시간, 길게 15시간 이상 따뜻함을 유지합니다. 그 원리가 궁금해서 알아봅니다.

밀봉된 봉투에서 핫팩을 꺼내면 속에 가루가 들어 있다는 건 흔들어 보면 쉽게 알 수 있습니다. 이 가루가 철인 것도 아셨습니까?

 

 

 

핫팩 안에 들어 있는 철가루는 공기와 접촉하면 차츰 산화되기 시작하며 이 과정에서 1g당 1.69kcal의 열이 발생한다고 합니다.

일반 철의 산화 반응은 천천히 진행되기 때문이 열이 발생하는 것을 느끼기 어렵지만 핫팩 안에 들어 있는 철은 가루 형태이기에 조금만 흔들어주어도 빨리 산화되고 그 과정에서 40~60도까지 온도가 급격히 높아지게 됩니다.

 

핫팩

좀 더 자세히 알아보면 핫팩에 들어 있는 가루들은 아주 곱고 미세하여 핫팩을 흔들면 주머니 밖 외부 공기와 만나면서 빠른 속도로 철가루가 산화됩니다.

 

또 핫팩에는 탄소가루와 소금, 물 등이 포함되어 있는데 이러한 물질들은 산화가 빨리 이루어지도록 돕는 촉매 역할을 해서  핫팩이 더욱더 빠르게 열을 낼 수 있도록 도와줍니다.

이상 핫팩의 원리에 대해 알아보았습니다. 핫팩이 따뜻해지는 이유는 철(Fe)과 산소(O)가 합쳐져 산화반응을 일으켜 산화철(FeO)과 열이 발생하게 됩니다. 산화반응에는 소금+활성탄이 촉매제 역할을 합니다.