Co ciekawe, ogrzewacze dzieli się na kilka różnych typów, każdy wykorzystujący inny mechanizm wydzielania ciepła. Wyróżniamy ogrzewacze węglowe, katalityczne benzynowe, chemiczne (żelazowopowietrzne oraz żelowe) oraz elektryczne. Na co dzień stosuje się jednak głównie te chemiczne i właśnie na nich się skupimy.

Najpopularniejsze są ogrzewacze chemiczne żelowe, które dostępne są w wielu kształtach i kolorach, mogą być wykorzystywane wielokrotnie, a także nie kosztują wiele. Ich użycie jest proste – wystarczy odchylić metalową blaszkę i otrzymujemy przenośne źródło ciepła. Dlaczego tak się dzieje? Przede wszystkim, warto wiedzieć, że kolorowy żel widoczny w środku wykonanego z tworzywa sztucznego woreczka to roztwór przesycony octanu sodu. Zagięcie blaszki inicjuje nukleację jego kryształów na powierzchni metalu. Powstanie chociaż kilku zarodków krystalizacji powoduje praktycznie natychmiastową krystalizację reszty roztworu octanu sodu. Jest to reakcja egzotermiczna, dzięki czemu wydziela się ciepło, a temperatura ogrzewacza rośnie. Jednak po relatywnie niedługim czasie przedmiot się ochładza. Możliwe jest ponowne użycie takiego ogrzewacza – wystarczy go ogrzać gotując w ciepłej wodzie, aby kryształy octanu sodu ponownie rozpuściły się. Należy jednak pamiętać o powolnym schłodzeniu przedmiotu, aby znów uzyskać roztwór przesycony.

Ogrzewacze chemiczne żelazowo-powietrzne zapewniają ciepło na dłuższy czas, ale nie jest możliwe ich ponowne użycie. Wewnątrz woreczka znajduje się proszek żelaza, węgiel aktywny, wermikulit, woda oraz sól. Sposób działania ogrzewacza opiera się na egzotermicznej reakcji utleniania żelaza, która zachodzi w obecności wody i soli pełniącej rolę katalizatora. Do jej zajścia niezbędne jest dostarczenie do układu tlenu z powietrza poprzez wyjęcie saszetki ze szczelnego opakowania. Wermikulit to nasiąkliwy minerał zapewniający utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgoci, zaś węgiel aktywny odpowiada za równomierne rozprowadzenie generowanego ciepła. Produktem otrzymywanym w wyniku utleniania żelaza jest rdza. Czas działania ogrzewacza zależy m.in. od wielkości cząstek żelaza, ilości poszczególnych składników w woreczku oraz przepuszczalności tlenu przez materiał, z którego wykonana została saszetka.

Chemiczne ogrzewacze do rąk to przykład ciekawego wykorzystania egzotermicznych reakcji chemicznych w codziennym życiu. Łatwość ich stosowania, przystępna cena, mała waga i małe rozmiary sprawiły, że zyskały one dużą popularność. Uznaje się je ponadto za bardziej ekologiczny wyrób, niż pozostałe rodzaje ogrzewaczy.

Autor: Zuzanna Krawczyk

Źródła:

• https://hobbyhouse.pl
• http://sciencefocus.ust.hk
• https://www.sciencefocus.com
• https://www.greenmatters.com
• Hiegel, G. A., 1980. Crystallization of Sodium Acetate. Journal of Chemical Education, Volume 57 (2), p. 152.
• https://cen.acs.org

Photo credits: pixabay.com