當鐵成為“燃料”

馮大誠

近幾年來，帶加熱包的方便米飯受到了很多人的熱捧。給加熱包加上水之后，熱乎乎的水汽就立刻出來，十幾分鐘后飯菜就熱了。不用電，也不燒天然氣，就能夠釋放出大量的熱，很是方便。但熱量究竟是從哪里“變”出來的呢？

其實，加熱包發熱所需的能量主要來自鐵的氧化反應。確切地說，就是鐵被氧化，生成三氧化二鐵（Fe +02一Fe203，放熱）。這與燒炭取暖的化學反應類似（C+02-CO2，放熱），只是這里的“燃料”是鐵。

鐵也可以當作“燃料”？那我們怎么從來沒有見過做飯時把鐵鍋燒著了呢？

我們都見過鐵氧化反應的產物——鐵銹，其主要成分是三氧化二鐵。而且我們知道，鐵生銹是一個在常溫下就能夠進行的反應。

有人還是會說，我們見過鐵銹，可是沒有發現它發熱啊。那是因為鐵生銹這種化學反應的速度很慢。鐵銹蝕反應的步驟比較復雜，但是歸根結底仍然是“Fe+02-Fe203”，仍然會放出熱量。由于反應速度太慢，放出來的熱量很快被環境吸收，所以我們完全感覺不到。而方便米飯的加熱包把這個氧化反應速度極大地加快了，于是我們便能感覺到熱。

那么，怎樣把鐵的氧化反應速度加快呢？

我們知道，鐵是固體，氧氣是氣體。無論化學反應的中間過程怎樣，反應肯定都在鐵的表面進行。因此，這些化學反應的速度，除了與其本身的化學性質即化學反應的難易程度有關，也與鐵的表面性質有關。

首先，表面性質的一個重要因素是表面的面積。參與化學反應的分子是一定要相遇才可能發生反應的。……