Съдържание
Ръждата е обширна тема за дискусии в часовете по природни науки във всички класове. Докато учителите от началните училища представят ръждясал метал като прост пример за химическа реакция, учителите в гимназията посочват ръжда в обяснение на реакциите на окисление и редукция. Студентите са в състояние да извършват експерименти с ръжда върху железни пирони за изследователски задачи или проекти за научни панаири.
Наблюдава се корозия
Учениците на междинни нива, които предварително подготвят задачите си, могат да определят кои течности причиняват образуването на ръжда по-бързо на железни пирони, потопени в определени разтвори. Вземете шест чаши или стъклени чаши, добавете 1 чаша вода към първата, 1 чаша солена вода към втората, 1 чаша лимонова сода до третата, 1 чаша кисела течност в стаята, 1 чаша портокалов сок в петата и 1 чаша бял оцет в последния. Опитайте се да създадете хипотеза за това коя течност ще накара ноктите да ръждяват. Потопете железния пирон във всяка купа и го оставете на място, където никой не ги разбърква. Гледайте ежедневно ноктите, за да проверите образуването на ръжда. Ноктите във водата трябва да ръждясват след три седмици и оцетът трябва да отнеме още една седмица. Сокове и сода няма да причинят ръжда върху ноктите. Определете нивото на рН на всяка течност, за да се заключи дали има връзка между корозивността на течността и нейната способност да образува ръжда.
Ускорено окисление
Ексикаторът е шкаф на две нива, който държи съдържанието му в напълно суха атмосфера. Пробите се поставят в слой от метална марля и сушилен агент, като силикагелът се съхранява на основното ниво. Купете малък сушител онлайн или в болничен магазин. Поставете три почистени железни пирони в металния слой на марлята вътре в ексикатора и оставете 10 g кристали на калциев хлорид на дъното на уреда. Поставете три нокти, потопени във вода, преди да ги окачите извън ексикатора, като използвате жица, за да ги прикрепите към дръжката на сушилнята. Наблюдавайте и записвайте данните за една седмица. Докато външните шпилки трябва да претърпят ръждясване, вътрешните ще останат чисти. Учениците трябва да осъзнаят от резултатите, че влагата е ключов елемент в образуването на ръжда и трябва да присъства във въздуха около желязото, за да се получи окисляване.
Промени в температурата
Създайте хипотеза дали температурите на студения или горещия въздух влияят върху скоростта на образуване на ръжда върху железни пирони. Присъединете се към девет нокти и три стъклени чаши с еднакъв размер. Поставете три гвоздея във всеки от контейнерите, напълнени с вода. Поставете три пирони в контейнер, пълен с кубчета лед. Накрая поставете останалите три пирони в контейнер, пълен с вода от чешмата, и го поставете под нагревателна лампа. Оставете всички чаши да бъдат открити в слабо населена област и ги наблюдавайте ежедневно в продължение на една седмица. Ледът трябва да се добавя често към втория съд, за да се поддържа хладна среда през целия експеримент. Кислородът, основният компонент при образуването на ръжда, се комбинира с другите елементи; по-бързо при по-високи температури. Ето защо, нокът под нагревателната лампа трябва първо да ръждясва. Вече ноктите върху леда ще бъдат последни, които ще имат ръжда по повърхностите си.
Плътност на ръждата
Експериментите за плътност са гъвкави, за да задоволят повечето възрасти. Учениците трябва да създадат хипотеза за това как окислителната реакция, която предизвиква ръжда върху ноктите, влияе върху плътността на елементите. Купи 1 кг железни пирони, разделени на групи по 500 g. Уверете се, че масата и обемът на всяка група са еквивалентни. Оставете група в стаята, така че ръждата да не се образува. Оставете втората група да ръждяса естествено отвън или да ускорите процеса, използвайки техника от предишните експерименти. Когато окислението приключи, изчислете масата и обема на втората група, за да определите дали по време на окислението настъпва промяна в плътността. Ръждата е по-малко плътна от желязото, но един грам желязо ще произведе повече от 1 g ръжда. Затова учениците трябва да осъзнаят наддаване на тегло и по този начин увеличаване на плътността в комплекта ръждясали нокти.