发热包中的盐(通常指氯化钙、氯化镁等,有时也包含少量氯化钠)扮演着至关重要的多重角色,是发热过程、快速启动和持续的关键因素之一。其主要作用可以概括为以下几点:
1. 提供溶解热(主要热量来源之一):
* 这是的作用。发热包中的盐(尤其是氯化钙、氯化镁)溶解于水时,本身就会释放大量的热,这个过程称为“溶解热”。这些盐的溶解热远大于常见的(氯化钠)。
* 原理: 当盐晶体溶解时,其晶格结构被破坏(需要吸收能量),但同时离子与水分子结合形成水合离子(会释放能量)。对于氯化钙、氯化镁这类盐,水合过程释放的能量远大于破坏晶格所需的能量,因此净效应是放出大量的热。相比之下,氯化钠溶解时放热较少甚至微乎其微。
* 贡献: 这部分溶解热构成了发热包初始阶段快速升温的主要热量来源之一,能迅速将水温提升到足以后续反应的温度。
2. 形成电解质溶液(加速电化学反应):
* 盐溶解于水后,电离成自由移动的阳离子(如 Ca2?, Mg2?, Na?)和阴离子(Cl?),使水变成了导电性良好的电解质溶液。
* 原理: 发热包的发热反应是金属粉末(主要是铁粉)的氧化反应(生锈),本质是一个电化学腐蚀过程:铁粉作为阳失去电子被氧化,氧气作为阴得到电子被还原。这个反应需要电解质溶液作为离子迁移的介质,形成完整的电流回路。
* 贡献: 盐提供的离子大大增强了水的导电性,显著加速了铁粉的电化学腐蚀速率,使得氧化反应(生锈放热)能够、快速地进行,成为持续发热的主力军。没有足够的电解质,铁粉的氧化反应会非常缓慢,无法达到快速、大量发热的目的。
3. 提供水分/维持反应环境湿度:
* 某些盐类(尤其是氯化钙)具有很强的吸湿性(潮解性)。即使在反应开始前,它们也能吸收空气中的微量水分保持自身湿润。
* 原理: 在反应过程中,盐溶解后形成的溶液本身含有大量水分。更重要的是,氯化钙等强吸湿性盐能有效锁住水分,防止水分过快蒸发或流失。
* 贡献: 维持反应体系足够的湿度至关重要。铁粉的氧化反应需要水作为反应物(4Fe + 3O? + 6H?O → 4Fe(OH)? + 热量)。盐的存在有助于保持反应环境湿润,确保氧化反应能够持续、充分地进行,延长发热时间。如果水分迅速蒸发干涸,反应就会停止。
4. 可能的副产物作用(胶体形成):
* 氯化钙、氯化镁溶解后,其阳离子(Ca2?, Mg2?)可能与反应中产生的氢氧根离子(OH?)结合,形成氢氧化钙、氢氧化镁等微溶物,或者形成胶状物。
* 影响: 这种胶状物可能包裹在铁粉表面,一定程度上可以减缓反应的速率,避免温度瞬间过高失控,起到一定的缓冲作用。但同时,如果包裹过厚也可能阻碍反应进行,因此配方中需要平衡。
总结来说:
发热包中的盐(是氯化钙/氯化镁)绝非可有可无。它首先是自身溶解时强大的放热体,为快速升温奠定基础。其次,它溶解后形成的电解质环境是加速铁粉氧化反应(发热反应)的催化剂,让反应猛烈进行。同时,它还具有吸湿保水的特性,为持续反应提供必要的水分保障。这三重作用(溶解放热、促进电化学反应、维持湿度)协同配合,使得发热包能够在短时间内产生大量蒸汽和热量。少量氯化钠有时也用于辅助调节离子强度和成本,但其溶解热和吸湿性远不如前两者重要。因此,盐是发热包化学体系中的关键“发动机”之一。

