Химия часто творит чудеса. На этот раз представляем вашему вниманию очередную самоделку , в основу которой легла химия и свойства некоторых веществ. Речь идет об изготовлении химической грелки, которая своими свойствами ничем не уступает классической.

За процессом изготовления химической грелки можно наблюдать, просмотрев авторский видеоролик

Что же нам понадобится:
- медный купорос;
- ложка;
- пищевая фольга;
- кухонная соль;
- пластиковая бутылка;
- деревянная шпажка для барбекю;
- клеевой пистолет.

В начале видеоролика автор использует измельченный в кофемолке купорос. По его словам, он делает это исключительно для демонстрации, поскольку кристаллы купороса растрескиваются при нагреве. Что касается свойств этого вещества, то одним важным свойством является превращение купороса в серый порошок при нагреве. Также при нагреве купорос полностью лишается воды.

Следует добавить на полученный порошок воды, как он начинает нагреваться. Нагрев в этом случае ускоряет начало реакции. Это свойство купороса использует автор для получения химической грелки. Приступим.

Берем кусок пищевой фольги. Автор использует кусок 28 см ширины и 20 см длины.

Складываем фольгу пополам.

После этого заворачиваем в фольгу в трубочку.

Берем деревянную шпажку и приклеиваем ее в крышку от бутылки клеевым пистолетом.

Теперь смешиваем основные компоненты горелки, то есть соль и серый порошок купороса. Соотношение соли и купороса – 1:2.

Засыпаем соль и купорос в бутылку.

Добавляем воды.

Закрываем крышку бутылки, после чего наблюдаем, что смесь быстро нагревается до комнатной температуры за счет растворения безводного медного купороса.

Надеваем трубочку из фольги на шпажку, чтобы равномерно нагревать жидкость в пластиковой бутылке.

В процессе химической реакции будет выделяться водород и тепло, которое будет ускорять ее. При этом нужно постоянно стравливать водород и контролировать давление в бутылке, приоткрывая и закрывая крышку, а также периодически встряхивая ее.

Спустя некоторое время алюминиевая фольга начнет растворяться, а из раствора будет выделяться медь.

Об окончании реакции можно узнать по окончанию выделения газа на протяжении минуты.

Авторский тест показал, что таким способом вода нагревается до 50 градусов по Цельсию. Опять же по словам автора, можно закипятить воду, однако этого не выдержит пластиковая бутылка. Это можно делать в стеклянной чашке. Такую грелку можно использовать для отогревания окоченевших пальцев рук на рыбалке или дома. По этому принципу работают армейские беспламенные нагреватели пищи.

В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда в обыкновенной грелке.

В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда в обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода. Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.

В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода.

Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.

Для начала проведем несложный опыт. Пойдите на кухню и возьмите пачку поваренной соли. Впрочем, пачка не понадобится. Достаточно будет 20 г (2 чайных ложки). Затем загляните в шкафчик, где хранятся всевозможные хозяйственные препараты и материалы. Наверняка там сохранилось после ремонта квартиры немного медного купороса. Его понадобится 40 г (3 чайных ложки). Древесные опилки и кусок алюминиевой проволоки, надо полагать, тоже найдутся. Если так, все готово. Разотрите в ступке купорос и соль так, чтобы величина кристаллов не превышала 1мм (разумеется, на глаз). В полученную смесь добавьте 30 г (5 столовых ложек) древесных опилок и тщательно перемешайте. Кусок проволоки согните спиралью или змейкой, вложите в банку из-под майонеза. Туда же засыпьте подготовленную смесь так, чтобы уровень засыпки был на 1-1.5 см ниже горлышка банки. Грелка у вас в руках. Чтобы привести ее в действие, достаточно влить в банку 50 мл (четверть стакана) воды. Спустя 3-4 минуты температура грелки поднимется до 50-60° С.

Откуда берется в банке тепло, и какую роль играет каждый из компонентов? Обратимся к уравнению реакции:

CuSO4+2NaCl > Na2SO4+CuCl2

В результате взаимодействия медного купороса с поваренной солью образуется сульфат натрия и хлорная медь. Именно она нас интересует. Если вычислить тепловой баланс реакции, то окажется, что при образовании одной грамм-молекулы хлорной меди выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения в исходных образующихся препаратов -- 24999 калорий. Итого: примерно 29600 калорий.

Тотчас же после образования хлорная медь вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой:

2Al+3CuCl2 > 2AlCl3+3Cu

При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84000 калорий.

Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет: грелка самая настоящая.

А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло и затем постоянно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется, по меньшей мере, два часа.

И последнее замечание: банка, конечно, не лучший сосуд для грелки. Она понадобилась нам только для демонстрации. Так что сами подумайте над формой и материалом для резервуара, в который поместить греющую смесь.

Солевая грелка – это незаменимая вещь широкой сферы применения. Она разогревается за счёт содержащегося в грелке ацетата натрия, выделяющего тепло в процессе кристаллизации. Применяется во время болезни, когда нужно прогревать грудную клетку, пазухи носа или уши. Солевую грелку безопасно давать детям. ПВХ-оболочка гигиенична и безвредна, и её невозможно перекусить. Внутреннее содержимое, ацетат натрия, является безопасным раствором, применяемым в медицине.

Принцип действия самонагревающейся солевой грелки

Солевая многоразовая грелка представляет собой герметично запаянную полиэтиленовую ёмкость с солевым раствором внутри. Обычно это ацетат натрия, который начинает кристаллизироваться при нажатии на кнопку или после перегибания палочки-активатора внутри грелки. Палочка или кнопка становятся центром кристаллизации, и жидкий раствор начинает постепенно твердеть, потому что смещается равновесие соляного раствора.

При переходе из жидкого состояния в твёрдое происходит каталитический процесс, сопровождающийся выделением тепла. Вскоре ацетат натрия полностью кристаллизируется, грелку следует помять руками, и она примет любую форму. Грелка нагревается максимум до +54С, поэтому обжечься ею невозможно. Тепло сохраняется на протяжении от 40 минут до 4 часов. Это зависит от модели грелки.

Солевая грелка предназначена для многоразового использования. После применения следует обратно привести её содержимое в жидкое состояние. Для этого грелку заворачивают в кусок ткани (полотенце) и опускают в кастрюльку с кипящей водой на 5-15 минут. Кристаллы постепенно растворяются, пока не примут жидкое состояние. После этого грелку можно использовать вновь. Одна грелка рассчитана на 50 циклов работы. Срок эксплуатации до 3 лет.

Можно ли использовать солевую грелку в качестве охлаждающего компресса
При ушибах, укусах насекомых, головных болях солевая грелка может использоваться в качестве охлаждающего компресса, ведь она в 3 раза лучше льда удерживает холод. Для этого необходимо не активированную грелку на полчаса положить в холодильник. Ни в коем случае не трогайте механизм-активатор! Также не следует помещать солевую грелку в морозильную камеру, иначе солевой раствор начнёт самокристаллизироваться. Через 30-40 минут достаньте грелку их холодильника. Она готова к эксплуатации.

В каких случаях следует использовать солевую грелку

• При лечении ОРВИ-заболеваний, при прогревании пазух носа, при бронхите.
• Прикладывают к ушку ребёнка при отите, не боясь ожога или перегрева.
• При коликах и вздутии живота у младенца.
• Во время гайморита.
• Класть на грудь при мастите.
• Прогревание спины при радикулите или артрите.
• Разогрев мышц у спортсменов перед соревнованиями.
• Для согревания конечностей при обморожении.
• При шейном остеохондрозе или невралгии.
• При бессоннице или вегетососудистой дистонии.
• Можно положить малышу в коляску во время прогулки.
• При болях в коленях.
• В турпоходе или на рыбалке, когда нужно согреться.

1. Не разогревайте грелку в микроволновой печи, а также когда кладёте грелку в кипящую воду, обязательно оберните её тканью, чтобы полиэтиленовая оболочка не повредилась о стенки горячей кастрюли.
2. Если кристаллизованная грелка полностью не помещается в кастрюлю, не пытайтесь согнуть её. Сначала прокипятите одну сторону, затем переверните грелку. После размягчения она полностью поместится в кастрюлю.
3. Не дотрагивайтесь до грелки колющими предметами. Если она протекает, выбрасывайте её.
4. Если грелка была помещена в морозильную камеру и самокристаллизовалась, сначала нагрейте её до комнатной температуры, и только затем прокипятите.
5. Солевая грелка может случайно самокристаллизироваться при ударе или падении.
6. Грудным младенцам или малышам с кожными заболеваниями кладите разогретую грелку, обернув в слой ткани.
7. Если грелка имеет форму стельки, то она имеет лечебное назначение и не предназначена для ходьбы.

Когда нельзя применять солевую грелку

Несмотря на прекрасные потребительские свойства, грелка имеет некоторые противопоказания:

1. Не применяйте солевую грелку во время критических дней и другого рода кровотечений.
2. Нельзя её использовать в гинекологических заболеваниях (миома матки, киста яичника, полипы эндометрия).
3. Не используйте разогревание при воспалительных процессах (цистите, панкреатите, аппендиците).
4. Нельзя прикладывать грелку на участки повреждённой или воспалённой кожи, а также при инфекционных заболеваниях кожи.

Обзор саморазогревающихся многоразовых солевых грелок

Солевая грелка Дельта-Терм. Она предназначена для детей, и имеет форму медвежонка. Представляет собой гипоаллергенную ПВФ-плёнку и ацетат натрия внутри. Кристаллы соли нагреваются за считанные секунды, грелка не твердеет. Не вызывает раздражения кожи. Можно прикладывать к животику или ушку ребёнка.

Солевая грелка «ЛОР» Линтуб. Имеет форму лёгких человека. Можно использовать ребёнку. Хорошо прогревает пазухи носа взрослого человека. Имеет удобную анатомическую форму.

Солевая многоразовая саморазогревающаяся грелка «Белка и К» в форме ёлки. Может использоваться как для прогревания (гайморит, радикулит, отит), так и для охлаждения тканей (ушибы, мигрени, укусы). Ацетат натрия начинает кристаллизоваться после нажатия на мембрану-активатор. Нагревается до +54С. Незаменимая вещь в туристических походах.

Солевая грелка Orlett. Держит тепло до 4 часов, холод – до 2 часов. Имеет форму матраса. Может применяться для лечения болей в спине.

Солевая грелка-воротник «Новомед». Имеет анатомическую форму, удобную при лечении шейного остеохондроза. Тепла хватает ровно на один сеанс – 45 минут. В грелке можно передвигаться и заниматься повседневными вещами.

Видео: ообзоры и тесты солевых грелок

С холодом, при нахождении в условиях природы вдали от дома, можно и нужно бороться. Тем более, что сейчас в свободной продаже есть много современных и технологичных портативных устройств, индивидуальные грелки различных типов и видов, компактные обогреватели на газу и так далее, работа которых основана на различных физико-химических процессах.

По статистике, от 10 до 15% людей, погибших в условиях природы — стали жертвами . Даже самая теплая одежда, при отрицательных температурах воздуха, способна обеспечить поддержание положительного теплового баланса организма человека лишь очень ограниченное время. Рано или поздно теплопотери окажутся больше, чем теплопроизводство и начнется охлаждение организма. Длительное пребывание на холоде опасно. Оно парализует волю и притупляет инстинкт самосохранения. Это в конечном итоге может привести как минимум — к серьезным проблемам со здоровьем, или как максимум — к смерти.

Одноразовые химические грелки и термопакеты для обогрева в полевых условиях.

Самыми дешевыми и доступными средствами индивидуального обогрева являются различные одноразовые химические грелки (термопакеты) для рук и ног. Тепло в таких грелках как правило вырабатывается в результате химической реакции между содержимым самого пакета и кислородом. Такие грелки очень просты в эксплуатации, иногда для запуска процесса выделения тепла будет достаточно вынуть ее из упаковки. Рабочая температура, в зависимости от назначения одноразовой грелки — от плюс 40 до 60 градусов Цельсия. Время работы — от 4 часов и более.

Конструкция некоторых одноразовых химических грелок позволяет временно останавливать процесс выделения из нее тепла. Для этого бывает достаточно прекратить доступ кислорода к ее активному содержимому и реакция останавливается. Одноразовые химические грелки будут удобными автономными источниками тепла для рыбаков, туристов, охотников и военных. Их можно положить в обувь, в перчатку, во внутренние карманы одежды, обогреть технику (фото и видеокамеры) при работе на морозе и т.д.

Многоразовые солевые грелки для обогрева в полевых условиях.

Многоразовые солевые грелки представляет собой герметичную емкость из плотного материала, которая наполнена перенасыщенным солевым раствором. Принцип работы основан на эффекте выделения тепла при изменении фазового состояния материалов. Солевая грелка может иметь практически любую форму и размер. Так, например, солевая грелка для ног может иметь форму стельки.

Внутри грелки находится аппликатор (палочка или кружок), с помощью которого и происходит ее запуск. Рабочая температура солевых грелок от 50 градусов и выше. Время работы зависит от размеров самой грелки и температуры окружающего воздуха — от 2 часов и больше. После окончания цикла работы солевые грелки приводят в рабочее состояние помещая на некоторое время в кипящую воду, после чего она вновь готова к повторному использованию.

Многоразовые каталитические грелки для обогрева в полевых условиях.

Кроме одноразовых химических грелок существуют многоразовые карманные каталитические грелки. Принцип их действия основан на каталитическом беспламенном окислении паров спирта или бензина, который сопровождается выделением тепла. Катализатором в таких грелках служит платина. Яркий пример — классическая карманная каталитическая бензиновая грелка Zippo Hand Warmer. Более подробно о ней написано в на нашем сайте.

Профилактика переохлаждения в условиях холодной погоды.

В условиях холодной погоды надо стараться придерживаться следующих несложных правил.

1. Вырабатывать тепло.

Есть часто, но понемногу и высококалорийные продукты. Когда пища принимается часто и маленькими порциями, то это повышает общий уровень обмена веществ организма, так как на процесс пищеварения расходуется большее количество калорий. Это, в свою очередь, приводит к производству большего количества внутреннего тепла.

При необходимости.

— Делать согревающие физические упражнения.
— Развести огонь и использовать отражающие поверхности.
— По возможности всегда располагаться с южной стороны, чтобы получать солнечное тепло по максимуму.
— Пить теплые или горячие жидкости с растворенными в них сладостями или сахаром.

2. Уменьшать потери тепла.

— Носить соответствующие погоде одежду и обувь.
— Особенно утеплять голову и шею.
— Как только это возможно, сразу переодеваться из промокшей одежды в сухую.
— Найти или сделать защитное укрытие или убежище.
— Максимально изолировать тело от холодных поверхностей.
— Полностью отказаться от алкоголя.

В сети можно найти немало разработок самодельных химических грелок для рыболовов и туристов. Работа грелки основана на химической реакции с участием воды, соли, алюминия и медного купороса. Грелка используется для отогревания окоченевших пальцев рук на рыбалке. Можно с помощью нее разогреть остывшую пищу.
Надо признать, что реактивы не из дешевых сейчас, возможно проще и выгодней взять каталитическую грелку, одной заправки хватает на 6-8 часов работы, после 200-300 применений просто меняется платиновый элемент. Но, как утверждает автор разработки, которую мы рассматриваем, у китайской каталитической грелки есть свои минусы. Если попадется хилый китай, то катализатора хватит на неделю. К тому же, такая грелка чувствительна к температуре. В наружном кармане корпус остывает, топливо перестает испарятся и грелка без топлива перестает выдавать тепло. Капризная она в этом плане. Даже чехол не спасает. А уж если ее замерзшими руками взять, то совсем быстро остынет.

Автор видеурока сначала демонстрирует механизм работы химической грелки. Для этого он взял медный купорос, купленный в магазине и измельчил его в кофемолке. Однако измельчать купорос ему пришлось только ради демонстрации работы устройства, так как крупные кристаллы при нагреве растрескиваются. Медный купорос прокаливался с целью повысить начальную температуру раствора, чтобы не ждать несколько лишних минут до начала реакции, но можно обойтись и без этого.

Какой алюминий использован в грелке? Пищевая фольга. Ширина 28 см, длина 20 см, толщина 14 мкм. Соотношение медного купороса и кухонной соли 2:1. В пробку вклеен бамбуковый шампур на термоклей.

В эксперименте очень холодная вода. Смесь нагревается до комнатной температуры за счет растворения безводного медного купороса. Взбалтываем бутылочку со смесью для ускорения химической реакции. Фольга на шампуре будет равномерно нагревать жидкость в бутылке. В ходе реакции будет выделяться водород и тепло, которое ускорит реакцию. Давление в бутылке нужно контролировать и постоянно стравливать водород. Алюминий растворяется а из раствора выделяется медь. Если в течение минуты газ не выделяется, значит реакция закончилась. В принципе воду можно даже вскипятить, но такого нагрева не выдержит бутылка.

А теперь о том, как не надо делать химическую грелку.

Желая свести время реакции к минимуму, автор видео решил увеличить площадь контакта алюминия. С этой целью он измельчил алюминиевые пластинки. Далее, как обычно заложил в бутылку в нужной пропорции соль и медный купорос. Залил водой. Размешал. Закинул алюминиевую болванку и закрутил крышку. Приоткрыв крышку, чтобы стравить водород, он получил заряд с грязной горячей жидкостью на себя.

Посмотрите на видео эксперимент, показывающий химическую реакцию, лежащую в основе грелки и как ее сделать своими руками. Ну, а если вы хотите увидеть сразу, “во что вылилось” нарушение технологии, то есть об опасностях химических грелок, то с момента 3:41.

Особенности предлагаемой автором грелки из медного купороса.

Подобный рецепт кочует по сети не один десяток лет, но в нем все сводится к смешиванию солей, добавлению опилок, алюминия и воды. И при этом не
ясно как регулировать скорость реакции, температуру грелки и как отводить выделяющиеся газы. Автор выбрал простой путь. Короткая, но активная химическая реакция дает тепло, которое удерживает смесь солей. Это позволяет экономить реактивы и удерживать температуру в комфортном диапазоне.
По мере остывания грелки можно добавлять новые порции алюминия.

Скорость химической реакции зависит от концентрации, температуры и площади поверхности реагирующих веществ. Поэтому алюминий в виде фольги, а не проволоки, труб, уголков и прочего. Т.к. концентрация солей в процессе реакции падает, то солей должно быть с избытком. Растворимость медного купороса в 100 граммах воды при 25 градусах Цельсия 23 грамма. Больше 4-х кратного количества брать не советую т.к. в процессе реакции выделяется медь в виде тончайшего порошка, которая сгущает раствор солей и препятствует циркуляции раствора. Медный купорос прокаливался с целью повысить начальную температуру раствора, чтобы не ждать несколько лишних минут до начала реакции, но можно обойтись и без этого.

Деревянный шампур призван утопить сверток фольги и изолировать его от стенок бутылки. В противном случае фольга покрывается множеством пузырьков и всплывает. При этом все тепло выделяется в верхней части бутылки, что приводит к сильному разогреву и деформации стенок. В случае с шампуром, пузырьки газа заставляют жидкость циркулировать, поэтому постоянно встряхивать бутылку и выпускать газ не обязательно. Достаточно просто не закручивая пробку, дать бутылке пару минут постоять. По этому же принципу работают армейские
беспламенные нагреватели пищи.

Другая – безопасная грелка, очень интересного принципа работы в другой .