안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
핫팩은 일상생활에서 수년이 걸리는 철의 부식 과정을 단 몇 분 만에 일어나도록 압축해 놓은 화학 반응입니다. 비닐 포장을 뜯어 산소가 유입되는 순간, 부직포 안에서는 철가루 표면의 미세한 물방울을 매개로 거대한 산화-환원 연쇄 반응이 시작됩니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.
핫팩의 비닐 포장을 뜯어 산소가 유입되면 부직포 안의 철가루, 수분, 소금이 함께 반응을 시작되는데, 고운 철가루는 공기와의 접촉 면적이 넓어 산소와 쉽게 반응합니다. 이때 수분과 소금은 수년이 걸리는 철의 부식 속도를 단 몇 분으로 압축하는 핵심 촉매입니다. 수분은 고체인 철과 기체인 산소가 만나 전자를 주고받는 매개체 역할을 하며, 소금은 이 수분에 녹아 강력한 전해질이 됩니다. 소금은 산화 과정에서 발생하는 전자의 이동 저항을 없애 부식 속도를 극대화하는 역할을 하는데, 바닷가의 철 구조물이 훨씬 빨리 녹스는 것과 완벽히 같은 원리입니다.
따라서 핫팩을 흔들면 유입된 산소와 내부 성분들이 고르게 섞이면서 연쇄적인 산화 발열 반응이 가속화되어 순식간에 뜨거워집니다.