ロッテの「ヒヤロン」という 冷却れいきゃくパックを 売る お店の ページには、中身なかみは尿素にょうそ、硝安しょうあん（硝酸しょうさんアンモニウム）、水と 書いて あります。水の ふくろと、つぶじょうの ひやす ざいりょうが、わかれて 入って います［1］。

つかう ときは、水の ふくろの ところを ぎゅっと にぎります。すると ふくろが やぶれて、水と つぶが まざり、冷つめたく なり はじめます［1］。

ある とくきょの ぶんしょには、つぶの 分量ぶんりょうの れいも あります。硝安しょうあん50グラムと 尿素にょうそ50グラムに、水50グラムです。まざると、パックの 中の 温度は マイナス5度くらいまで 下がる、と 書いて あります［2］。

つまり、答えは 「つぶが 水に とけるとき、まわりから ねつを もらうから」です。では、とける だけで、どうして 冷つめたく なるの でしょう。

ロッテの冷却パック「ヒヤロン」を売るお店のページには、成分は尿素、硝安（硝酸アンモニウム）、水とあります。水の袋と、粒状の冷却剤が分かれて入っています。水の袋のところを握ると袋が破れ、冷却が始まります［1］。

冷却パックの特許には、配合の例が出てきます。硝酸アンモニウム50 g、尿素50 g、水50 gです。特許では、硝酸アンモニウムと尿素の重さの比を1：1とするのが典型例だそうです。混ぜると、パック全体の温度が−5℃前後まで急に下がる、と書かれています［2］。製品によって、配合や下がり方は変わるでしょう。

この記事の問いへの答えは、「粉が水に溶けるとき、まわりから熱を吸うから」です。溶けるだけで、なぜ熱を吸うのでしょうか。

ロッテの冷却パック「ヒヤロン」を扱う小売店のページには、成分として尿素、硝安（硝酸アンモニウム）、水が挙げられ、水袋と粒状の冷却剤が別々に入っていると書かれている。水袋の部分を握って破ると冷却が始まり、使い切りで再使用はできない［1］。

冷却パックに関する特許（2005年公開）には、配合例として硝酸アンモニウム50 g、尿素50 g、水袋の水50 gが示され、パック全体が−5℃前後まで急速に低下するとある。典型例の重量比は硝酸アンモニウム：尿素＝1：1だ［2］。市販品がこの配合というわけではなく、製品ごとに異なるはずだ。

題名の問いへの答えを先に書くと、粉が水に溶けるとき周囲から熱を吸う（吸熱）ため、袋全体の温度が下がる。では、なぜ溶解が熱を吸うのか。

白しろい つぶは、ちいさな ぶつぶつが、ぎっしり くっついて できて います。水に とけると、その ぶつぶつが ばらばらに なって、水の つぶに かこまれます。

くっついて いる ものを ひきはなすには、力ちからが いります。いっぽう、水の つぶに かこまれる ときには、すこし ねつが でます。ひきはなす ほうの 力ちからが 大きいと、ぜんぶで ねつが たりなく なり、まわりから ねつを もらいます。硝安しょうあんは、この タイプです。

硝安しょうあんの ばあい、きょうかしょの 表では、1モル（80グラム ちょっと）が とけるごとに、25.7キロジュールの ねつを すいます［3］。市販しはんの パックには 硝安しょうあんが 30グラムくらい、水が 100ミリリットルくらい 入って いる、と 理科の きょうかしょに あります［3］。

かんたんに 計算すると、30グラムで 約やく9.6キロジュールです。水の 温度は 20度くらい 下がる 見こみです。この 計算は、わたしの 見つもりです。じっさいは、パックの ふくろや 手からも ねつが はいって きます。

おなじ 「とける」でも、ようすが ちがう ものも あります。塩化えんかカルシウムは、40グラムを 水100ミリリットルくらいに とかすと、90度くらいまで 上がる れいが、おなじ きょうかしょに あります。「とける」と 冷つめたくなるか あたたかくなるかは、ものに よって ちがう のです。

固体の粉は、小さな粒（イオン）が規則正しく並んでできています。水に溶けるとき、まず粒どうしの結びつきをほどく必要があります。これにはエネルギーがいります。ほどけた粒は水の分子に取り囲まれますが、このときは逆に熱が出ます。

ほどくのに要る熱のほうが大きいと、差し引きで熱が足りなくなり、まわりから吸います。硝酸アンモニウムはこのタイプです。教科書の表の値（25℃のうすい溶液）では、1モル（約80 g）が溶けるたびに25.7 kJ吸います［3］。

同じ教材には、冷却パックの中身は水約100 mLと硝酸アンモニウム約30 gという目安が書かれ、そのとき温度は約0℃まで下がる、とあります［3］。

簡単に見積もってみます。30 gは約0.375 molで、吸う熱は約9.6 kJです。水100 g（比熱4.18 J/(g・K)）で約0.42 kJ/Kですから、まわりから熱が入らなければ温度は20℃前後下がる計算です。これは私の見積もりで、実際は袋や手から熱が入ってきます。

同じ「溶ける」でも、熱を出すものもあります。この教材には、塩化カルシウム約40 gを水約100 mLに溶かすと約90℃になる例があります［3］。冷たくなるか温かくなるかは、物質によって決まります。

溶解の熱は、2段階で考えると分かりやすい。結晶の中でイオンを結びつけている力をほどくには、エネルギーが要る。ほどけたイオンが水分子に取り囲まれる（水和）ときには、エネルギーが出る。前者が大きいと、差し引きで周囲から熱を吸う。

硝酸アンモニウムの溶解のエンタルピー変化は、25℃での表の値で+25.7 kJ/molの吸熱だ（溶解熱は最終的な濃度にも左右される）。LibreTexts（化学の教材サイト）には、市販の瞬間冷却パックは水約100 mLに硝酸アンモニウム約30 gを入れたもので、温度は約0℃まで下がる、と書かれている［3］。

概算してみる。30 g÷80.04 g/mol≒0.375 molで、吸熱は0.375×25.7≒9.6 kJ。水100 gの熱容量は約418 J/Kなので、周囲から熱が入らなければ約20℃下がる。これは筆者の概算で、実際の製品は尿素も使い、袋や手からも熱が入る。尿素の溶解も吸熱だとされる［4］。

溶解で熱が出る物質もある。同じ教材には、塩化カルシウム約40 gを水約100 mLに溶かすと約90℃になる「瞬間温熱パック」の例がある［3］。溶けるときに冷えるか温まるかは、ほどくエネルギーと水和のエネルギーの大小で決まる。

なお、吸熱のほうへ進んでも溶けるのは、粒がばらばらに散らばるほうが自然に進みやすいためと説明される。この点は「溶けるとは何か」の記事にまとめた。

おべんとうに 入れる 保冷剤ほれいざいは、冷凍庫れいとうこで 凍こおらせて から つかいます。常温じょうおんで とけて いるときは、ひやす ちからは ありません［4］。

中身なかみは ほとんどが 水で、すいこむ ちからが 強い 樹脂じゅしが まぜて あります［4］。凍こおった 水が とけて いく とき、まわりの ねつを すいます。氷が とけるとき 1グラムで 334ジュールです。おなじ 「ねつを すう」でも、こちらは 「こおりが 水に かわる とき」の ねつです［5］。

くらべて みましょう。100グラムの 氷が とけきる ときに すう ねつは 約やく33キロジュールで、硝安しょうあんパックの 約やく9.6キロジュールより 多いです。ただし、さきに 冷凍庫れいとうこで ひやして おく 手間が いります。

お弁当に入れる保冷剤は、冷凍庫でしっかり凍らせてから使います。常温で溶けている状態では、冷やす力はありません。使って温まったら、また凍らせれば繰り返し使えます［4］。

中身の大部分は水で、水を抱えこむ高吸水性の樹脂が混ぜてあります［4］。凍った水が溶けるときに熱を吸う、という別のしくみです。0℃の氷1 gが水になるときの融解熱は約334 Jです［5］。

比べてみます。100 gの氷が全部溶けるとき吸う熱は約33 kJで、先ほどの硝酸アンモニウム30 gの約9.6 kJよりかなり多くなります。ただし保冷剤は、先に冷凍庫で冷やしておく手間がいります。瞬間冷却パックは、その手間なしで、その場で冷えるのが利点です。

保冷剤は、冷凍庫で凍らせてから使う。一般には、中身は大部分が水で（Wikipediaには約99％とある）、高吸水性樹脂（ポリアクリル酸ナトリウム）、防腐剤、形状安定剤などが含まれるとされる。溶けた状態では保冷効果がなく、再冷凍すれば繰り返し使える［4］。

こちらは氷の融解熱を使う。氷（0℃）の融解熱は約333.6 kJ/kgで、1 gあたり約334 Jだ［5］。融けている間、温度が0℃近くから上がりにくいため、保冷時間が長くなる。詳しくは氷が熱を吸う記事で扱った。

100 gの氷が融けきるときに吸う熱は約33 kJ。硝酸アンモニウム30 gの溶解熱の約9.6 kJ（概算）の3倍強にあたる。ただし保冷剤は、先に冷凍庫で冷やす手間と電気が要る。瞬間冷却パックは、その手間なしで、使う場所で冷えることが利点だ。

冷却れいきゃくパックは、つかい 切りです［1］。とけた つぶを、もとの 粉こなに もどす には、水を とばす 手間が いります。ふつうの 家では できません。これは わたしの 考えです。

ヒヤロンの ページには、つぎの ような 注意が あります。たべものでは ないので、口に 入れては いけません。つめたい まま 肌はだに あてると 凍傷とうしょうという けがを する ので、タオルで つつみます。35度以上いじょうの ところに おくと、中の つぶが とけて かたまる ことが あるので、すずしい ところに おきます［1］。

保冷剤ほれいざいの ほうも、ゼリーに にて いて、子どもが まちがって 食べる 事故じこが おきて います。ひとの たべものでは ありません［6］。

瞬間冷却パックは使い切りです［1］。溶けた粉を元の粉に戻すには、水分を飛ばして結晶を取り出す手間が要ります。家庭ではできません。これは私の推測です。

ヒヤロンのページには、使うときの注意がまとまっています。食べ物ではないので口に入れてはいけません。冷えた状態で肌に直接当てると凍傷のおそれがあるので、タオルなどで包みます。35℃以上の場所に置くと、粒状の冷却剤が融けて固まることがあります［1］。

保冷剤についても、消費者庁が子どもの誤飲事故を紹介しています。カラフルな保冷剤を、ゼリーと間違えて食べてしまった例などです［6］。どちらも、食べ物ではありません。

瞬間冷却パックは使い切りで、再使用はできない［1］。溶けた硝酸アンモニウムや尿素を元に戻すには、水分を蒸発させて結晶を取り出す必要があり、家庭では現実的でない。これは筆者の推測だ。

小売店のページには、食べ物ではないので口に入れないこと、冷えた状態で肌に直接当てると凍傷のおそれがあるのでタオルなどで包むこと、35℃以上に置くと粒状の冷却剤が融けて固まることがあるので涼しい場所で保存することが書かれている［1］。

保冷剤にも誤飲の危険がある。消費者庁の「みんなの消費安全ナビ」は、カラフルな保冷剤をゼリーと間違えて食べさせた保育園の例などを紹介している［6］。どちらも食品ではない。

おうちの 人と いっしょに、ふだん つかって いる 冷却れいきゃくパックや 保冷剤ほれいざいの ふくろの 「せいぶん」の ところを 見て みましょう。「尿素にょうそ」「硝安しょうあん」と 書いて あれば、水に とける ときに ねつを すう タイプです。「水」と 「樹脂じゅし」なら、凍こおらせる タイプです。

凍こおらせた 保冷剤ほれいざいは、ふくろの まま タオルで つつみ、じかんを おいて ふれて みましょう。中身なかみは、ぜったいに 口に 入れないで ください。

家にある冷却パックや保冷剤の袋の「成分」の欄を見てみましょう。「尿素」「硝安（硝酸アンモニウム）」とあれば、溶けるときの吸熱を使うタイプです。「水」と「樹脂」なら、凍らせて使うタイプでしょう。

もう一つ。凍らせた保冷剤をタオルで包み、時間をおいて表面にさわってみましょう。氷が溶けている間は温度がどう感じられるか、冷却パックとどう違うかを考えてみましょう。中身は口に入れないこと、破って中身を見ないことも守りましょう。

手もとの冷却パックや保冷剤の成分表示を読み比べるところから始められる。「尿素」「硝安」なら溶解熱型、「水」「高吸水性樹脂」なら融解熱型と、おおまかに分けられる。

数字で追うなら、LibreTexts の溶解のエンタルピーの章（出典［3］）で、硝酸アンモニウムが+25.7 kJ/molの吸熱だと確認したうえで、水の量や塩の量を変えると温度がどう変わるかを概算してみるとよい。袋を破って中身を出すのは、安全のためやめておこう。