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鋼鐵也會玩自燃
曹廣雪
山東省鄒城市實驗中學
莫名其妙的火災
          1984年8月20日晚上,在某大型鋼鐵廠的半連續軋板車間里，工人們正在檢修機器。誰也沒想到，一場災禍正在悄悄地向他們逼近。晚上10點零5分，車間里的一條地溝突然著起了大火。人們還沒來得及采取措施，火勢就失去了控制，結果造成一人死亡一人受傷。地溝著火，這在國內鋼鐵企業中，還從來沒有發生過。
        那條地溝是用水泥澆灌的，長4米，寬0.8米，深1.5米左右，上面覆蓋著柵板。地溝的一頭是一臺機器的底座，另一頭有一個0.8米見方的出入口。機器的常年滲漏，讓地溝里積累了不少機械潤滑油。雖然潤滑油可以燃燒，但是自建廠以來，工人們無數次在地溝上面氣焊、電焊，火花和熔化的鐵水經常掉進溝里，從來都沒有發生過事故。而這次既沒有火源，也沒有火種，大火是怎么燒起來的呢？
事后調查發現，火災發生前，車間已經停機檢修了，地溝里的油全部被抽走，只剩下一些混合了的鐵皮碎片和鐵粉的油渣沒有及時挖出。幾小時后，工人們開始清理油渣。在這中間，有人感到胸悶，呼吸困難。這時，有人發現地溝出入口閃出一些藍色的火苗，瞬間火苗燃成大火，吞噬了整個地溝……
火災原因大猜想
        關于火災的原因，有人認為是吸煙引起的。火災前確實有人在地溝上面吸煙。但是，機械潤滑油燃點在500℃左右，而煙頭雖然中心部位的溫度高達800℃～900℃，但表面溫度卻只有200℃～300℃。所以，煙頭是點不著潤滑油的。
        有人認為，是鐵鍬撞擊和鋼繩摩擦迸出的火花引起了火災。碰撞和摩擦確實能夠產生火花，可是這種火花的能量很低，很難點著其他東西。比如用電砂輪打磨鐵制品時，雖然飛濺出的火花很燦爛，但是卻連一張紙也點不著。
        還有人認為，是照明燈用的電線絕緣層磨損了，火災是由電線打出的火花引起的。但這種可能性也很快被排除了。
        這場奇怪的火災究竟是什么原因造成的呢？有人提出了一個大膽的假設——是硫化亞鐵自燃引起了火災。
硫化亞鐵也自燃
        經過化驗分析，起火地溝里的鐵皮，含硫量是一般鐵皮的2倍，鐵粉的含硫量是一般鐵皮的7倍。這是因為地溝里原本有很多潤滑油，鐵皮和鐵粉與油里的硫發生了化學反應，生成了硫化亞鐵，而硫化亞鐵本身就是自燃性物質。當地溝里的油被抽走后，硫化亞鐵直接接觸空氣而自燃，結果引起了大火。
不冒煙的校“火爐”
        20世紀70年代日本有人發明了一種取暖袋，它不用火，不用電，只要撕開外袋就能發熱，平均溫度52℃，可以保持8到18小時。冬天，它可以防止手部凍傷；平時，它可以用來緩解腰痛、腿痛、肩痛等。
        如今，我國市場上也有很多類似的產品，它們的功能大同小異，名稱卻五花八門，像什么暖寶寶、取暖貼、發熱貼、一貼熱等。它們的反應原理都是一樣的：通過鐵粉的氧化，把化學能轉變為熱能。為了使溫度能持續更長時間，里面使用了礦物材料蛭石來保溫。
    下面我們也來動手做一個取暖袋，讓它在寒冷的冬天為你帶來溫暖。         材料 ：活性炭、還原鐵粉、氯化鈉、鋸末（或蛭石）、水。
    實驗用品 ：自封袋（或一次性輸液袋）、毛巾（美麗的手袋更好）、數字測溫儀、燒杯、藥匙、電子稱、電動吸氣泵。     [attach]428[/attach] 步驟 ：
①按照質量比，活性炭：還原鐵粉：氯化鈉：鋸末（或蛭石）：水 =16 ： 38 ： 7 ： 17:22 的比例稱取上述物質。
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②然后將上述物質混合，攪拌成糊狀。
[attach]429[/attach]
③快速將上述物質裝入自封袋（或輸液袋），把里面的空氣趕出（可以使用電動吸氣泵吸成真空，效果更好），并密封，再用毛巾（手袋、口罩等棉物）包裹起來，可以留著備用了。
[attach]430[/attach][attach]431[/attach]
④使用時，只需打開自封袋的口，放入空氣，內容物便開始反應并放出熱量。下面為實驗者測試的溫度變化情況（注意，放入空氣的量要少，不要一次放入大量空氣，以免反應劇烈。）
[attach]432[/attach]
⑤用手袋（口罩、毛巾等棉物）將自封袋（或輸液袋）包裹起來，使用時，打開自封袋的口，讓空氣進入，反應開始，放熱。封閉，反應進行一段時間，可以隨時控制，（這是與市面銷售暖寶寶的不同之處）直至反應物全部反應掉為止。
[attach]433[/attach]
    反應原理 ： 暖寶寶的反應原理為利用原電池加快氧化反應速度，將化學能轉變為熱能。
負極：Fe-2e-=Fe2+ 　　 正極：O2 + 2H2O + 4e-=4OH- 　　
總反應：2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2 　　
        4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3↓  
        2Fe(OH)3 =Fe2O3+3H2O   該反應是個放熱反應
    使用鋸末（蛭石更好一些）來保溫。
    通過放入輸液袋的空氣量控制放熱的時間和溫度。
注意事項：市售暖寶寶提供的反應物量小，所提供溫度較低，而本實驗藥品用量大，產熱時間長，開始一定要注意讓少量空氣流入，同時使用厚的棉布包裹，避免燙傷。

附：暖寶寶組分  活性炭（15.89%）、還原鐵粉（37.87%）、蛭石（17.00%）、NaCl（6.81%）、水
蛭石的主要 化學式為（Mg，Ca）0.7（Mg，Fe，Al）6.0[（Al，Si）8.0]（OH4.8H2O）。常見化學式為 (Mg2.36Fe0.48Al0.16)(Si2.72Al1.28O10(OH)2)(Mg0.32(H2O)4.32)
   








自制“暖寶寶”

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