‘핫팩’ 의 원리와 성분이 궁금합니다?

Question

지금 많이들 사용하는 철가루가 포함된 핫팩이 아닌,

예전에 초등학교 시절에 사용하던 핫팩에 대해서 궁금합니다. 용액 안에 있는 단추 같은 동그란 쇠 같은 것을 구부리면 용액이 하얗게 굳으면서 발열이 일어나면서 따뜻해졌는데 이런 현상이 어떤 원리로 일어나는 것인지 사용된 소재는 무엇인지, 요즘에는 많이 안보이는데 인체에는 안좋은 것인지 등등 궁금합니다. 그리고 다시 뜨거운 물에 넣으면 재사용도 가능했는데.. 이것 또한 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

액체형 난로에는 아세트산나트륨이 물에 더 이상 녹을 수 없는 상태보다 더 많은 고체가 녹아 있습니다.

과포화상태의 용액은 상당히 불안정한 상태이기 때문에 외부의 작은 충격에도 반응이 일어납니다.

반응이 한번일어나면 연쇄적으로일어나서 금세 뜨거워집니다.

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

똑딱하는 액상 핫팩에는 아세트산나트륨 과포화 용액이 들어있습니다. 이 액체형 핫팩에는 아세트산나트륨이 너무 많이 녹아 있어 불안정한 상태이고 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지게 됩니다. 그래서 똑딱 해주게 되면 과포화 상태가 깨져 이 용액에 굳어지며 고체가 됩니다. 대부분의 물질은 액체 상태에서 고체 상태가 될 때 열을 방출합니다. 그래서 액상 핫팩은 고체가 되며 열을 내뿜어 따뜻하게 되는것이죠.

참고로 흔드는 핫팩은 철가루로 제작을 합니다. 철가루는 산소와 반응을 잘하며 철가루가 산소와 반응하는 산화반응이 일어날 때 열이 발생하죠. 철의 산화반응을 이용해 핫팩을 따뜻하게 만들 수 있습니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 3

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.

액체 핫팩의 금속판을 똑딱 하고 구부려주면 갑자기 핫팩안의 액체가 하얀색 고체가 되면서 열을 발생하게 되는 원리입니다.

액체 핫팩 안에는 과포화 상태의 아세트산나트륨이 들어 있습니다. 굉장히 불안정한 상태의 물질이기 때문에, 충격을 좀만 줘도 액체에서 고체로 굳어버리게 됩니다. 그리고 고체로 굳어버리는 동안 열을 발생시키게 됩니다.

하지만 고체 핫팩에 비해 열이 약하고 지속시간이 더 짧다는 단점이 있습니다. 또 아세트산나트륨은 산 성분이 있기 때문에, 약간 시큼한 냄새가 난다는 단점도 있습니다.

Answer 4

핫팩 안에 있는 철가루로 따뜻해질 수 있습니다.
철은 공기와 접촉하게 되면 산화하기 시작하는데, 이것이 발열 반응입니다.
이때 발생하는 열이 1g당 약 1.7kcal 의 열을 발생시킨다고 합니다.

핫팩을 사용하지 않을 때 밀봉한 후, 다시 흔들어주면 남아있던 철가루로 인해 재사용이 가능합니다.

인체에 해가 될 것은 없지만 당연히 먹으면 안됩니다.