학문
겨울철 손난로를 흔들게 되면 열이 발생하면서 따뜻해지는 원리는?
안녕하세요. 겨울철 손난로를 흔들게 되면 열이 발생하면서 따뜻해지는데요, 이는 철과 산소의 산화 반응으로 어떻게 나타낼 수 있을까요?
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
질문해주신 것과 같이 겨울철에 사용하는 핫팩은 흔들면 따뜻해지는 대표적인 산화 발열 반응인데요, 이 현상은 주로 철(Fe) 이 산소(O₂) 와 반응하여 산화철(Fe₂O₃) 을 형성할 때 방출되는 열에너지 때문입니다.
손난로 속에는 다음과 같은 성분들이 들어 있습니다. 철 분말 (Fe), 소금 (NaCl), 활성탄, 질석, 소량의 물(H₂O)이 들어있는데요, 손난로를 흔드는 행위는 내부의 철 분말이 산소와 골고루 접촉하도록 섞는 과정입니다. 이때 공기 중의 산소가 철과 반응하기 시작하면서 산화철이 생성되고 열이 방출되는 것입니다.
즉, 철(Fe)이 산소(O₂)에 의해 산화되어 삼산화이철(Fe₂O₃) 이 형성되며, 이 과정에서 결합 형성 에너지가 방출되어 열이 발생합니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
겨울철 손난로는 철과 산소가 결합하여 산화철(Fe₂O₃)을 생성하고, 그 과정에서 열이 발생하는 발열 반응입니다.
철이 산소와 반응하여 산화철을 만드는 대표적인 반응식은 아래와 같습니다.
4Fe+3O2→2Fe₂O₃
이 반응은 산화 반응으로, 철(Fe)이 산소(O₂)와 결합하면서 전자 3개를 잃고 산화됩니다. 이때 발생하는 화학 에너지가 열 에너지로 전환되어 손난로가 따뜻해지게 되는 겁니다.