カイロはなぜ温かくなるの?カイロの中身を公開!鉄の酸化

2018年9月10日身の回りの科学

寒い冬には欠かせないグッズがあります。

そうです!

『カイロ』ですよね。

コンビニなんかでも30円くらいで手に入るのでついつい買っちゃいます。

買ったカイロは袋から出すとみるみるうちに温かくなっていきますよね。

最近のカイロはすぐに温かくなってくれます。

カイロも改良されて、どんどん良いものに進化しているようです。

では、ここで問題です。

カイロはどうやって温かくなっているのでしょうか?

ご存知でしょうか?

早速ですが、答えを言っちゃいます。

それは、鉄が酸化しているからなんです!

鉄が酸化するってことは錆びるということですよね。

つまりカイロは鉄を錆びさせて、温かくしているということになります。

しかし、これだけではなかなかイメージがわかないかもしれません。

それでは、カイロについてもっと詳しく説明していくことにします。

1.鉄の酸化

先ほど、カイロは鉄が錆びることで温かくなると言いました。

一体どういうことなのでしょうか?

鉄が酸化するということは、鉄が錆びるということです。

錆びについては以前解説したものを読んでみて下さい。

⇩の記事を読んでからこっちに戻ってきていただいた方が、より理解が深まると思います。

なぜ鉄は錆びてしまうの?錆びるとは?赤さびと黒さび

以前読んでくださった方や、もう知ってるよという方のためにも簡単におさらいしておきます。

鉄は水によって電子を引き抜かれ、イオンになることで水酸化物イオン(OH⁻)と結びつきます。

その後、水分が抜けていき赤錆び(Fe₂O₃)になるんですよね。

実はこの酸化反応は熱を伴う反応なのです。

それを利用し、カイロを温めていたわけですね!

そのことは使用済みのカイロを開けてみればすぐにわかります。

赤っぽくなっていますよね!⇩

写真よりも実際に見た方が赤いので、ぜひ使用済みカイロを開けてみて下さい!

ちょっと待ってください!!!

鉄の酸化反応でカイロみたいに熱をそんなに出すのであれば鉄製品全てが熱くなるじゃないんですか?

確かに、そのように考えて当然だと思います。

思い出してみて下さい。

身の回りの鉄製品は水に触れただけで、そんなに熱くなっていますか?

もちろんコーティングされているので鉄に水分が触れないというのも1つの理由ではあります。

しかし、鉄の酸化反応は通常では非常にゆっくり進むため、いきなり熱くなることはないのです。

じゃあなおさらカイロはどうやって温かくなっているんだ!!

疑問が深まるばかりです。

では、その疑問を解決していきましょう。

2.カイロはどうして温かくなるの?

カイロには以下の物が含まれています。

『鉄分』『水』『塩類』『バーキュライト』『活性炭』

これらが揃うことであんなにも温かくなることができるのです。

こいつらは、どのような働きをしているのでしょうか?

その一つ一つの役割を見ていきましょう。

『鉄分』

もちろんこいつは熱源となる元ですよね。

鉄の酸化反応によって熱が発生しています。

『水』

これも鉄の酸化反応には欠かせない存在です。

鉄の電子を奪わなければ、酸化反応は起こりません。

『塩類』

塩類は非常に大事になってきます。

「海の近くにある家は錆びやすいから気を付けなければいけない。」

そんなことを聞いたことはありませんか?

塩類が含まれていると、赤錆びまでの途中の反応を促進するのです。

それは、塩類に『還元作用』があるからです。

還元作用とは、他の物質に水素や電子を与えたり、酸素を奪う作用です。

要するに、塩類のおかげで酸化反応が促進されているということです。

『バーキュライト』

これは観葉植物などの保水土として使われている土です。

バーキュライトは土なのです。

カイロを振ってみて下さい。

サラサラではありませんか?

水がたくさん入っているはずなのにサラサラです。

これはこのサーキュライトが小さな穴に水を取り込んでくれているからなのです。

だから水が入っててもべたべたにならないんですね!

『活性炭』

最後は活性炭です。

活性炭は普段どのように使われていますか

冷蔵庫や靴箱の中にもありますよね!

つまり、消臭に使われています。

活性炭は穴というか、凸凹なのかのような細孔をもっているのです。

この細孔に臭いの物質などが吸着することで消臭しています。

では、カイロではどのように働いているのでしょうか。

カイロでの活性炭はその細孔に空気を取り込み、鉄が酸素と出会いやすくしてくれているのです。

鉄と酸素の出会いを助けてくれているというわけですね。

つまり、活性炭も鉄の酸化反応を促進してくれています。

本来ゆっくり進むはずの酸化反応を『塩類』と『活性炭』によって速めているのです。

その結果、カイロはあんあにも温かくなってくれているというわけですね!

3.さいごに

カイロは鉄の酸化反応で温かくなっている。

ということはお分かりいただけたでしょうか?

つまり、酸素が無ければ鉄の酸化反応は起きないということですよね。

カイロって何時間も持つけれど、最後までずっと使いきることの方が少なくないですか?

そんなあなたに裏ワザがあります。

当然、酸素を無くしてやれば酸化反応は進まなくなりますよね。

つまり、空気から遮断してやばいいのです。

最初に入ってあった袋にカイロを入れて密封します。

少しでもあいてちゃだめですよ!

使いたいときにはカイロはまた取り出して、最後まで使い切ることができるということです。

ただ、私はやったことないですが(笑)

みなさんはぜひやってみて下さい。

これぞ節約術ですね!