[科普中国]-化学反应的巧妙应用——变锈为宝

提起铁锈，许多人都会想到钢铁上的锈衣，但是化学工作者通过自己的工作将生锈的钢材变成了“宝”。

那么，在变锈为宝的过程中，化学工作者做了哪些事呢？

首先，我们要对铁生锈的过程进行研究，找到铁生锈的原因。在潮湿的地方或者多雨的季节，铁容易生锈；而在干燥的地方，铁就不易生锈。由此，我们可以推测：水是导致铁生锈的因素。铁生锈是否还要其他的因素影响？化学工作者通过对比实验，证明了导致铁生锈的因素还有氧气——当水和氧气同时存在时，铁就会生锈。铁生锈时还会释放出热量。

食物在空气中往往因为与氧气反应而腐败变质，尤其是坚果类的食品，由于其含有大量的不饱和脂肪酸，在空气中更容易与氧气反应，并且变质的同时还会产生致癌物质。同时，坚果还能够吸收空气中的水蒸气而受潮变软影响口感。因此，化学工作者利用铁生锈原理除去水和氧气，从而保护食品不变质。另外，铁生锈释放热量，我们也可以利用该原理进行加热。

生活中，铁制品生锈是一个比较缓慢的过程。但是，不管是除去食品包装中的氧气和水，还是加热，都需要在较短时间内使铁生锈，从而达到迅速吸收水和氧气或者瞬间释放出热量的目的。因此，那么，该如何加快铁生锈的过程？

经过大量的研究，化学工作者发现物质之间的接触面积越大，反应就越快。因此，将铁制成铁粉可以加快铁生锈的速度。然而，仅仅将铁制成铁粉，生锈速度还是不能满足要求。

为了实现变锈为宝，化学工作者对铁生锈的过程进行了更加深入的研究，终于发现铁生锈的秘密。原来，我们使用的铁制品一般都是用铁的合金制成的，这些铁的合金中一般都含有碳的小颗粒。在潮湿的环境中，铁（负极）与碳（正极）发生原电池反应，铁作为负极而被腐蚀，从而生锈。

掌握这一原理后，我们就能够更有效地加快铁生锈的速度：在铁粉中加入碳粉以形成更多的原电池；加入食盐，增加反应时环境的导电性。如此，大大加快了铁生锈的速度，实现了变锈为宝（暖宝宝和食品双吸剂的主要成分是铁粉、碳粉、食盐）。

那么，既然食品双吸剂与暖宝宝的主要成分一样，为什么食品双吸剂在使用时并没有明显的放热现象？我们可以直观地看出，食品双吸剂的质量远小于暖宝宝的质量。因此，双吸剂在工作时释放出的热量较少，所以在一般情况下，人们察觉不到双吸剂释放热量。

化学其实就是在研究物质的组成、性质和变化的基础上，根据需求控制物质的组成、调控物质发生的变化，从而为人类的生活造福。

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