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理科の実験!!

2012/12/14 05:24

理科の実験でカイロの実験をしました (1) 市販のカイロを開けてその中に塩、水を少しづつ加えます →塩や水を入れるのはなぜでしょうか？ (2) 炭素、水、塩、鉄粉の順に混ぜる (これで簡単なカイロみたくなるみたいです) →塩と水はそれぞれ何のために　使われているのですか？分からないのでよろしくお願いします!!!

一瀬妃芽華（@masyumaple）
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科学
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CC_T
ベストアンサー率47% (1038/2202)

2012/12/14 10:09 回答No.5

小学校の実験ですかね。鉄が『酸化』して酸化鉄になるときに反応熱が出るわけですが、塩と鉄を一緒にすることで、鉄の酸化反応が早く進むのです。なお、この場合の塩のように、反応の手助けをする物の事を触媒（しょくばい）と呼びます。水も鉄の酸化反応の中で必要です。鉄と酸素がくっついて酸化鉄ができ、その際に熱が出ます。ただ、この反応は鉄を高温に熱するなどしないと、なかなか進みません。カイロの目的は「温めたい」ってことなのに、まず温度を上げないと反応しないのでは役に立ちませんね。そこで出てくるのが水です。鉄と酸素と水がくっついて水酸化鉄になり、その際に熱が出ます。これは、単純に鉄と酸素がくっつくよりも早く進む反応ですが、カイロとして便利に使うにはまだまだ遅いんです。そこで登場するのが「塩」。詳しくは『酸化と電子の移動』といった話になって、小学生レベルの学習内容から外れてしまうので省略しますが、鉄、塩、水、酸素　その集まりが小さな「電池」として働くことで、反応速度がとても速くなるのです。イメージとしては、鉄と酸素と水が一緒になるときに、塩がその仲立ちをしていると思ってください。炭を入れるのは反応速度が速すぎないようにするためと（適度な発熱をしつつ、反応が長時間続くように）、反応時の臭いを吸収する目的です。水を入れすぎると鉄の粒を包んでしまって鉄が酸素に触れられなくなってしまい、かえって反応の邪魔になりますから、少量を加えるか、いっそ水蒸気を通してやると反応が早く進みます（温度上昇を計りにくいけれど）。～～～・成分の比率を変えると、反応の時間と温度が変わるかな？・水の代わりにオキシドール（過酸化水素水）やお酢、醤油などを使うと、どうなるかな？（少量で試してね）・塩の代わりに砂糖を使うとどうなるかな？　ミョウバンでは？・炭の粉の代わりに石の粉（砂）を使ったらどうなるかな？などなど、還元鉄の作り方と合わせて自由研究の良いテーマになりますよ～。

質問者

お礼 2012/12/21 18:05

一つ一つ説明してくださっていたのでベストアンサーにさせていただきました！！細かく説明してくださったのでわかりやすかったし、色々参考になりました★ オキシドールとか砂糖のとかもまたやってみたいです回答ありがとうございました

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Alyssa737
ベストアンサー率47% (9/19)

2012/12/14 10:30 回答No.6

カイロの熱は中に入っている鉄粉の酸化が引き起こす発熱反応によるもの。この反応を化学式で表すと 2Fe + Ｏ2 → 2FeO こんなものでしょう。塩は酸化鉄FeOを作るにあたって触媒となります。酸化を促進するのです。水は鉄を錆びやすくします。酸化鉄は要は錆びた鉄です。鉄粉がすべて酸化されると発熱は止まります。参考になれば幸いです。

質問者

お礼 2012/12/21 18:00

酸化って発熱反応を引き起こすんですかーΣ（○Ａ○）高校生なのに知らなかったです(汗) じゃあカイロが冷たくなるのはすべて酸化したからなんですね☆ 回答ありがとうございました

kyo-mogu
ベストアンサー率22% (3398/15358)

2012/12/14 10:03 回答No.4

　酸化熱を使う。　反応速度を調整するために色々入れて居るようです。　使い捨てカイロはロッテのホカロンが最初に出ました。　ハクキンカイロなどは触媒を使ったものです。触媒を使って反応させて熱を生み出しています。

質問者

お礼 2012/12/21 17:56

カイロはカイロでもメーカー？によっても違うんですか？(゜ロ゜屮)屮ホッカロンいつも使ってます☆ 回答ありがとうございました

sporespore
ベストアンサー率30% (430/1408)

2012/12/14 09:35 回答No.3

多分、例の薄いカイロのことだと思います。あの中には不純物のない鉄粉が入っていて、鉄が酸化する（錆びる）時に発する熱を利用しています。従って、早く錆びさせるには塩を入れたほうがいいので加えたのだと思います。実際には空気中の水分や体から出てくる水分と反応して発熱します。ただ、その時に空気中の酸素も必要ですので、酸素のないところでは水や塩があっても発熱しません。これを利用したのが食品の中に入っている腐るのを防止するための小さくて薄いものです。「酸化防止剤」となっていますが、中身は鉄粉です。これを入れておくとお菓子などを包んでいるプラスチックの中の酸素を取ってくれるので食品の腐敗（酸化）が起きにくくなります。従って、出してもむとカイロのように暖かくなります。

質問者