Comment fonctionnent les chauffe-mains chimiques

Si vos doigts sont froids ou si vos muscles vous font mal, vous pouvez utiliser des chauffe-mains chimiques pour les réchauffer. Il existe deux types de produits chimiques pour réchauffer les mains, tous deux utilisant des réactions chimiques exothermiques (produisant de la chaleur). Voici comment ils fonctionnent.

Points clés: chauffe-mains chimiques

• Les chauffe-mains chimiques reposent sur des réactions chimiques exothermiques pour libérer la chaleur.
• Il existe deux principaux types de chauffe-mains chimiques. Un type libère de la chaleur par activation de l'air. L'autre type libère de la chaleur lorsqu'une solution sursaturée cristallise.
• Les chauffe-mains à air activé sont des produits à usage unique. Les chauffe-mains en solution chimique sont réutilisables.

Fonctionnement des chauffe-mains à air activé

Les chauffe-mains à air activé sont des chauffe-mains chimiques de longue durée qui commencent à fonctionner dès que vous avez descellé l'emballage, l'exposant à l'oxygène de l'air. Les paquets de produits chimiques produisent de la chaleur du fer oxydant en oxyde de fer (Fe₂O₃) ou rouille. Chaque paquet contient du fer, de la cellulose (ou de la sciure de bois - pour gonfler le produit), de l'eau, de la vermiculite (sert de réservoir d'eau), du charbon actif (distribue la chaleur uniformément) et du sel (agit comme catalyseur). Ce type de chauffe-mains produit de la chaleur de 1 à 10 heures. Il est courant de secouer les paquets pour améliorer la circulation, ce qui accélère la réaction et augmente la chaleur. Il est possible d'obtenir une brûlure par contact direct entre le chauffe-mains et la peau, de sorte que l'emballage avertit les utilisateurs de mettre le produit à l'extérieur d'une chaussette ou d'un gant et de garder les paquets hors de portée des enfants, qui pourraient se brûler plus facilement. Les chauffe-mains à air ne peuvent pas être réutilisés une fois qu'ils ont cessé de chauffer.

Comment fonctionnent les chauffe-mains en solution chimique

L'autre type de chauffe-mains chimique repose sur la cristallisation d'une solution sursaturée. Le processus de cristallisation libère de la chaleur. Ces chauffe-mains ne durent pas aussi longtemps (généralement de 20 minutes à 2 heures), mais ils sont réutilisables. Le produit chimique le plus courant à l'intérieur de ce produit est une solution sursaturée d'acétate de sodium dans l'eau. Le produit est activé en fléchissant un petit disque ou une bande métallique, qui agit comme une surface de nucléation pour la croissance des cristaux. Habituellement, le métal est en acier inoxydable. Lorsque l'acétate de sodium cristallise, de la chaleur est libérée (jusqu'à 130 degrés Fahrenheit). Le produit peut être rechargé en chauffant le tampon dans de l'eau bouillante, qui dissout les cristaux dans la petite quantité d'eau. Une fois l'emballage refroidi, il est prêt à être réutilisé.

L'acétate de sodium est un produit chimique non toxique de qualité alimentaire, mais d'autres produits chimiques peuvent être utilisés. Certains chauffe-mains chimiques utilisent du nitrate de calcium sursaturé, qui est également sans danger.

Autres types de chauffe-mains

En plus des chauffe-mains chimiques, vous pouvez obtenir des chauffe-mains à piles et également des produits qui fonctionnent en brûlant du fluide plus léger ou du charbon de bois à l'intérieur de cas spéciaux. Tous les produits sont efficaces. Le choix dépend de la température souhaitée, de la durée de la chaleur et de la nécessité de recharger le produit.

Comment faire un chauffe-mains chimique

Il est facile de faire un chauffe-mains bricolage en utilisant du fer, du sel et de l'eau dans un sac en plastique.

Matériaux

• Limaille de fer
• Sel (chlorure de sodium)
• Eau tiède (pas chaude)
• Sable, sciure, vermiculite ou gel de polyacrylate de sodium
• Sacs en plastique zippés

Procédure

1. Dans un petit sac zippé, mélangez 1-1 / 2 cuillères à soupe de limaille de fer, 1-1 / 1 cuillères à soupe de sel, 1-1 / 2 cuillères à soupe de sable (ou autre matériau absorbant) et 1-1 / 2 cuillères à soupe d'eau tiède.
2. Extraire l'air du sac en plastique et le sceller.
3. C'est une bonne idée de placer le sac de produit chimique dans un autre sac, de retirer l'excès d'air et de le sceller.
4. Agitez ou pressez le contenu du sac pendant environ 30 secondes pour mélanger le contenu et former une neige fondante. Le sac deviendra chaud et restera chaud aussi longtemps que la réaction chimique se poursuivra. Si le sac devient trop chaud pour tenir, posez-le. Ne vous brûlez pas! Une autre option consiste à envelopper le sac dans une chaussette ou une serviette.

Il s'agit d'un chauffe-mains à air activé. Même si la majeure partie de l'air est évacuée, il reste suffisamment dans le sac pour la réaction d'oxydation. Si vous examinez attentivement le contenu du sac une fois la réaction terminée, vous verrez que le fer s'est transformé en oxyde de fer ou en rouille. Ce type de réaction ne peut être inversé que si de l'énergie est ajoutée, le chauffe-mains ne peut donc pas être réutilisé. Si vous souhaitez préparer un chauffe-mains fait maison pour une utilisation ultérieure, gardez le sel et l'eau séparés du fer et de la charge jusqu'à ce que vous soyez prêt pour la réaction..

Sources

• Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Chimie organique (1ère éd.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
• Dinçer, Ibrahim; Rosen, Marc (2002). "Méthodes de stockage d'énergie thermique (TES)." Stockage d'énergie thermique: systèmes et applications (1ère éd.). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-49573-5.
• Hakkin Warmers Co. Ltd. «Histoire». www.hakukin.co.jp