Non tutti i tipi di scaldamani si riscaldano quando esposti all’aria, ma quelli che traggono il loro calore da un processo chiamato ossidazione, forse meglio conosciuto come ruggine. Gli scaldini confezionati contengono particelle di ferro, acqua salata, carbonio e altre sostanze chimiche che fungono da isolanti. Quando l’imballaggio protettivo non viene sigillato, l’aria esterna penetra nelle sostanze chimiche all’interno e l’ossigeno reagisce chimicamente con il ferro, causando la ruggine o l’ossidazione del ferro. Questo processo di ossidazione è aiutato dalla soluzione salina, che agisce come una forma di catalizzatore.
Uno dei risultati di questo processo di ossidazione è la produzione di calore, o in termini chimici una reazione esotermica. Le particelle di carbonio aiutano a diffondere questo calore in tutto l’imballaggio. Altre sostanze chimiche aiutano a mantenere la reazione esotermica abbastanza lenta da fornire calore di lunga durata, non solo una rapida riacutizzazione. Una volta che tutto il ferro è stato convertito in ossido di ferro o ruggine, la reazione esotermica è terminata e lo scaldamani non è più in grado di fornire calore.
Il principio che conferisce a questi prodotti la capacità di scaldare le mani è lo stesso principio che alimenta i termofori autoadesivi. Una volta rimossa la striscia protettiva dal tampone, l’ossigeno dell’aria esterna reagisce con il sottile strato di fili di ferro nel tampone e il risultato è una reazione esotermica che può durare per ore.
Esistono altri tipi di scaldamani che utilizzano un processo chimico completamente diverso per creare risultati simili. Questi dispositivi contengono una soluzione supersatura di acetato di sodio o nitrato di calcio. La sovrasaturazione significa che una soluzione è stata surriscaldata per consentire a più sostanze chimiche selezionate di dissolversi in essa. Quando la soluzione si raffredda, dovrebbe essere introdotto solo un piccolo granello di materiale per far cristallizzare e solidificare l’intera struttura.
Alcuni scaldamani usano questo principio di sovrasaturazione per creare calore. Una soluzione sovrasatura di acetato di sodio o nitrato di calcio è sigillata in un sacchetto con una striscia di acciaio inossidabile ruvido. Quando la borsa viene manipolata avanti e indietro, un minuscolo pezzo di metallo dovrebbe staccarsi dalla striscia. Questa piccola macchia è sufficiente per far cadere un cristallo di sale dalla soluzione e diventare solido. In pochi secondi, la soluzione si cristallizza in un solido. Nel frattempo si verifica una reazione esotermica e viene generato calore utilizzabile per almeno 30 minuti. A differenza dei riscaldatori ossidanti, tuttavia, questo tipo può essere riutilizzato riscaldando la soluzione salina fino a quando non diventa nuovamente sovrasatura e instabile.