Obsah
Rust je širokým tématem diskuse ve vědě ve všech stupních. Zatímco učitelé základních škol prezentují rezavý kov jako jednoduchý příklad chemické reakce, středoškolští učitelé poukazují na to, že při vysvětlování oxidačních a redukčních reakcí rezavějí. Studenti jsou schopni provádět experimenty s rezy na železných hřebech pro výzkumné úkoly nebo projekty pro vědecké veletrhy.
Pozorování koroze
Studenti na střední úrovni, kteří si předem připravují své úkoly, mohou určit, které kapaliny způsobují rychlejší tvorbu rzi na železných nehtech ponořených do určitých řešení. Vezměte šest kádinek nebo skleněné šálky, přidejte 1 sklenici vody do první, 1 sklenici slané vody do druhé, 1 sklenici citronové sody do třetí, 1 šálek nakládané kapaliny v místnosti, 1 šálek pomerančové šťávy v pátém a 1 sklenici bílého octa. Pokuste se vytvořit hypotézu o tom, která kapalina způsobí, že hřebík se nejprve zreziví. Ponořte železný hřebík do každé misky a nechte ho na místě, kde je nikdo nepohne. Sledujte nehty denně, abyste zkontrolovali tvorbu rzi. Hřebíky ve vodě by měly za tři týdny rzi a ocet by měl trvat další týden. Šťávy a soda nezpůsobí rzi na nehtech. Určete úroveň pH každé kapaliny, abyste zjistili, zda existuje korelace mezi žíravostí kapaliny a její schopností vytvářet rez.
Zrychlená oxidace
Exsikátor je dvoupodlažní skříňka, která drží svůj obsah v naprosto suché atmosféře. Vzorky se umístí do vrstvy kovové gázy a sušícího činidla, protože se silikagel skladuje na základní úrovni. Kupte si malý desikátor online nebo v obchodě s nemocnicemi. Vložte tři vyčištěné železné hřebíky do kovové gázové vrstvy uvnitř exsikátoru a na dně spotřebiče ponechte 10 g krystalů chloridu vápenatého. Před zavěšením mimo vysoušeč dejte tři hřebíky ponořené do vody pomocí drátu, který je připevní k dvířku exsikátoru. Sledujte a zaznamenávejte data po dobu jednoho týdne. Zatímco vnější kolíky musí být zrezivěny, vnitřní zůstanou čisté. Studenti by si měli z výsledků uvědomit, že vlhkost je klíčovým prvkem tvorby rzi a musí být přítomna ve vzduchu kolem železa pro oxidaci.
Změny teploty
Vytvořte hypotézu, zda teploty studeného nebo horkého vzduchu ovlivňují rychlost tvorby rzi na železných nehtech. Připojte devět hřebíků a tři kádinky stejné velikosti. Do každé nádoby naplněné vodou vložte tři hřebíky. Vložte tři nehty do nádoby naplněné kostkami ledu. Nakonec umístěte zbývající tři hřebíky do nádoby plné vody z vodovodu a umístěte ji pod topnou lampu. Nechte všechny kádinky odkryté v řídce obydlené oblasti a pozorujte je denně po dobu jednoho týdne. Ke druhé nádobě by měl být přidáván led, aby se během experimentu zachovalo chladné prostředí. Kyslík, primární složka při tvorbě rzi, se kombinuje s ostatními prvky; včetně železa, rychleji při teplejších teplotách. Proto by měl hřebík pod topnou lampou nejprve korodovat. Již nehty na ledu budou poslední, které budou mít na povrchu koroze.
Hustota rzi
Experimenty s hustotou jsou univerzální, aby vyhovovaly většině věků. Studenti by měli vytvořit hypotézu o tom, jak oxidační reakce, která vytváří rez na nehtech, ovlivňuje hustotu předmětů. Koupit 1 kg železných hřebíků, rozdělených do skupin po 500 g. Ujistěte se, že hmotnost a objem každé skupiny je ekvivalentní. Nechte skupinu uvnitř místnosti tak, aby nedošlo k tvorbě rzi. Druhou skupinu nechte přirozeně zvenčí zrychlit nebo proces urychlit použitím techniky z předchozích experimentů. Po dokončení oxidace se vypočte hmotnost a objem druhé skupiny, aby se určilo, zda během oxidace dojde ke změně hustoty. Rust je méně hustý než železo, ale gram železa bude produkovat více než 1 g rzi. Studenti by si proto měli uvědomit přírůstek hmotnosti a tím i zvýšení hustoty v souboru rezavých nehtů.