◎ 준비물 : 아세트산나트륨 또는 티오황산나트륨(하이포), 똑딱이 단추(클립, 혹은 병뚜껑), 1000ml 비이커 또는 냄비, 한약봉지(레토르토 파아치)
◎ 실험방법
1. 아세트산나트륨 또는 티오황산나트륨 100g을 한약봉지에 넣는다.
2. 물을 약 12ml정도 넣고 똑딱이 단추를 넣는다. 똑딱이 단추가 없을 경우는 병뚜껑을 펴서 사용하거나 클립을 사용하여도 가능함
3. 한약봉지를 1000ml 비이커 혹은 냄비에 넣고 고체가 다 녹을 때까지 가열한다.
4. 조심스럽게 꺼내서 식을 때까지 기다렸다가 식으면 똑딱이 단추를 눌러 본다.
◎원리
손난로 속에는 아세트산나트륨이란 것이 들어있는데 이것을 중탕 가열하면 아세트산나트륨용액은 포화상태 이상으로 용질을 녹이고 있는 과포화용액이 됩니다. 그런데 이러한 과포화용액은 매우 불안정하기 때문에 약간의 자극을 주면 갑자기 결정이 석출되기 시작하는데 바로 똑딱 똑딱 하는 것은 이러한 자극을 주는 것입니다.
즉, 금속판을 꺽는 충격으로 결정이 생기면서 저장하고 있던 열이 한꺼번에 방출되기 때문에 손난로 역할을 하는 것입니다.
이러한 똑딱이 물질로 보통 실험을 할때는 병뚜껑을 펴서 넣어주지요.
아세트산 나트륨 대신에 어항집에서 파는 하이포(티오황산나트륨)을 사용하셔도 됩니다. 하이포 또한 물에 대한 용해도가 작아 고체로 굳어있지만 가열해 주면 온도가 높아 지기 때문에 물에 녹게 되어 이때 은 하이포는 굳어있는 하이포에 비해 열에너지를 많이 포함하게 됩니다.
이 열에너지는 하이포에 저장되었다가 나중에 결정으로 석출될 때 다시 나오는 것인데 이것을 우리가 이용하여(즉 발열반응을 이용하여) 손난로를 만드는 것이지요.
녹은 하이포는 식혀주면 결정으로 석출되어야 함에도 불구하고 그대로 녹아 있을 때도 많은데 이 용액은 정상보다 훨씬 많은 양의 하이포를 녹이고 있는 관계로 아주 불안정한 상태 즉 과포화 용액이 됩니다.
이 과포화 용액은 불안정해서 충격을 주면 그 상태가 파괴되면서 한꺼번에 결정이 석출하게 되는데 이것이 똑딱이 손난로의 똑딱의 이유가 되는 것입니다.