エコカイロの仕組み

急に寒くなりました。そろそろカイロの季節ですね。ということで今回はカイロについて書いていきます。中学校の教科書には発熱反応として鉄と活性炭と食塩水の反応、吸熱反応として塩化アンモニウムと水酸化バリウムの反応が載せられています。この単元で合わせてエコカイロ取り上げると面白いのではないでしょうか？

エコカイロの仕組み

エコカイロは繰り返し使える化学カイロです。何種類かあるそうですが、もっとも普及しているのは、パックの中に液体と金属の板が入っているものだと思います。金属板を押したり曲げたりすると、カイロの温度が上がり、それと同時に中の液が結晶化して固くなります。エコカイロはどのような仕組みで熱を発生させているのでしょうか？

↓まずはこの動画をご覧ください

コカ・コーラで過冷却

これはコーラを過冷却させる実験動画です。実はエコカイロはこの過冷却を利用して発熱しています。過冷却は、液体や蒸気を融点または沸点以下に冷やしても、固化や液化が起こらない状態を指します。  エコカイロに入っている液体は酢酸水溶液で、この液体には常温で固体です。つまり常温で液体の状態は過冷却になっているのです。この過冷却状態の酢酸水溶液に、金属板を曲げるなどの刺激を与えると固体になります。この時に熱を発生するのです。エコカイロはその名の通り繰り返し使えるエコなカイロです。使い終わったカイロを使うためには結晶化したエコカイロを沸騰したお湯で温めて固体を液状に戻します。何度でも使用できるのがいいですね。物質の化学的性質をうまく利用していると感心しました。
過冷却はおもしろい現象なので、物質の三態の発展として教えてもいいかもしれませんね・・・混乱を招くかな？まぁ、学校の実情に合わせて楽しくやっていきましょう。

過冷却水の実験