등산용 가열 패드에 물을 부으면 불 없이도 음식을 데울 수 있는 것은 패드 속 마그네슘 분말이 물과 격렬하게 반응하여 수소 기체와 함께 많은 열을 내는 원리는 무엇인가요?

Question

등산용 가열 패드에 물을 부으면 불 없이도 음식을 데울 수 있는 것은 패드 속 마그네슘 분말이 물과 격렬하게 반응하여 수소 기체와 함께 많은 열을 내는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

이 패드의 비밀은 마그네슘이 물과 만났을 때 일어나는 격렬한 화학 반응에 있습니다. 마그네슘은 주변의 다른 물질과 결합하려는 성질이 매우 강한 금속입니다. 패드에 물을 부으면 마그네슘 분말이 물 분자에서 산소를 강하게 빼앗아오면서 수산화마그네슘이라는 물질로 변하게 됩니다. 이 과정에서 산소를 잃고 떨어져 나온 수소 성분들은 서로 뭉쳐서 수소 기체로 날아가게 됩니다.

​중요한 건 이 물질의 형태가 바뀌는 과정에서 물질 내부의 화학 에너지가 뜨거운 열에너지로 전환되어 밖으로 뿜어져 나온다는 점입니다. 이를 발열 반응이라고 부르는데 이 열이 음식을 데우는 데 쓰입니다.

​하지만 원래 마그네슘과 순수한 물은 상온에서 이렇게까지 빠르게 반응하지 않습니다. 겉보기에 반응이 없는 것처럼 천천히 진행되는데, 발열 패드가 물을 붓자마자 순식간에 백 도 가깝게 끓어오르는 이유는 패드 속에 소금과 철 분말이 함께 섞여 있기 때문입니다. 물이 들어가 소금물이 되면 이 성분들이 마그네슘의 전자를 아주 빠른 속도로 빼앗아 가도록 부추기는 일종의 촉매 역할을 합니다. 원래대로라면 며칠에 걸쳐 서서히 녹슬며 나올 열을 소금과 철이 도와주어 단 몇 분 만에 폭발적으로 쏟아내게 만드는 것이 이 가열 패드의 숨은 원리입니다.