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暖贴的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度，将化学能转变为热能。为了使温度能够持续更长，使用了矿物材料蛭石来保温。因为在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别，由原料层，明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的，它还得有一个常规不透气的外袋。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺布袋）暴露在空气里，空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的。如果透氧太快，热量一下子就放掉了，而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢，就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体，其中含碳粉、NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。

负极：Fe-2e-=Fe2+

正极：O2+ 2H2O + 4e-=4OH-

总反应：2Fe + O2+ 2H2O=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+ 2H2O + O2=4Fe(OH)3↓2Fe(OH)3==== Fe2O3+3H2O