تجارب على صدأ المسامير الحديدية

يعتبر Rust موضوعًا واسعًا للمناقشة في فصول العلوم في جميع مستويات الصف. بينما يقدم معلمو المرحلة الابتدائية المعدن الصدأ كمثال بسيط للتفاعل الكيميائي ، يشير معلمو المدرسة الثانوية إلى الصدأ في تفسيرات تفاعلات الأكسدة والاختزال. يمكن للطلاب في المدرسة العامة أو المدرسة المنزلية إجراء تجارب على أظافر حديدية صدئة لمهام البحث في الفصل أو مشروعات science fair.

يمكن للطلاب المتوسطين الذين يستعدون للمهام مسبقًا تحديد السوائل التي تسبب تشكيل الصدأ أسرع على مسامير الحديد المغمورة. اجمع ستة أكواب أو أكواب للشرب. أضف كوبًا واحدًا من ماء الصنبور إلى الأول ، وكوبًا من الماء المالح إلى الثاني ، وكوبًا من صودا الليمون الحامض الغازي إلى الكوب الثالث ، 1 كوب من عصير المخلل في الحاوية الرابعة ، 1 كوب من عصير البرتقال إلى الخامسة وكوب من الخل الأبيض حتى الأخير فنجان. افترض نوع السائل الذي يتسبب في صدأ الظفر أولًا. اغمر مسمارًا حديديًا واحدًا في كل حاوية وضع الأكواب أو الأكواب في مكان لا يزعجهم. راقب الأظافر يوميًا للتحقق من تكوين الصدأ. يجب أن تصدأ الأظافر الموجودة في الماء في غضون ثلاثة أسابيع ، ويجب أن يصدأ الخل الظفر بعد أسبوع تقريبًا. يجب ألا تتسبب المشروبات الغازية والعصائر في تكوين أي صدأ على الظفر.

المجفف عبارة عن خزانة ذات مستويين تحافظ على المحتويات في جو جاف تمامًا. توضع العينات على طبقة من شاش السلك ، ويتم تخزين عامل التجفيف ، مثل هلام السيليكا ، على مستوى القاعدة. اشترِ معجنات صغيرة عبر الإنترنت أو من متجر المستلزمات الطبية. ضع ثلاثة مسامير حديدية نظيفة وجافة على طبقة الشاش السلكي في آلة التجفيف وضع 10 جرام من بلورات كلوريد الكالسيوم في قاع المجفف. اغمس ثلاثة مسامير في الماء قبل تعليقها خارج المجفف باستخدام سلك لربطها بمقبض باب المجفف. مراقبة وتسجيل البيانات لمدة أسبوع واحد. بينما من المفترض أن تتشكل الصدأ على المسامير الموجودة خارج أداة التجفيف ، فإن الأظافر الموجودة بالداخل ستظل نظيفة. يجب أن يرى الطلاب من النتائج أن الرطوبة عنصر أساسي في تكوين الصدأ ويجب أن توجد في الهواء المحيط بالحديد حتى تحدث الأكسدة.

افترض ما إذا كانت درجات حرارة الهواء الباردة أو الدافئة ستؤثر على معدل تكوين الصدأ على الأظافر الحديدية. اجمع تسعة مسامير حديدية وثلاثة أكواب أو عبوات زجاجية من نفس الحجم. ضع ثلاثة مسامير في وعاء مملوء بماء الصنبور. ضع ثلاثة مسامير في وعاء واملأها بمكعبات الثلج. ضعي المسامير المتبقية في وعاء مملوء بماء الصنبور وضعيها تحت مصباح حراري. اترك الحاويات الثلاثة مكشوفة في منطقة غير مضطربة وراقبها يوميًا لمدة أسبوع واحد. يجب إضافة الثلج إلى الحاوية الثانية بشكل متكرر للحفاظ على بيئة باردة طوال التجربة. يتحد الأكسجين ، المكون الأساسي لتكوين الصدأ ، مع عناصر أخرى ، بما في ذلك الحديد ، بسهولة أكبر عندما يكون أكثر دفئًا درجات الحرارة ، لذلك يجب أن يصدأ الظفر الموجود أسفل المصباح الحراري أولاً ، بينما يجب أن يكون المسمار الموجود في الجليد هو آخر ما يصيب الصدأ سطح - المظهر الخارجي.

تعد تجارب الكثافة متعددة الاستخدامات لتناسب معظم المستويات العمرية. يجب أن يفترض الطلاب كيف أن تفاعل الأكسدة الذي ينتج الصدأ على الأظافر الحديدية يؤثر على كثافة الأظافر. شراء 2 رطل من مسامير الحديد وقسمها إلى مجموعات 1 جنيه. تأكد من أن كتلة وحجم كل مجموعة متساوية. اترك مجموعة واحدة بالداخل حتى لا يتشكل عليها صدأ. اسمح للمجموعة الثانية بالصدأ بالخارج بشكل طبيعي أو تسريع تكون الصدأ باستخدام تقنية من التجارب السابقة. عند اكتمال الأكسدة ، احسب كتلة وحجم المجموعة الثانية لتحديد ما إذا كان أي تغيير في الكثافة يحدث أثناء الأكسدة. الصدأ أقل كثافة من الحديد ، لكن غرام الحديد ينتج أكثر من 1 جرام من الصدأ ، لذلك يجب على الطلاب ملاحظة زيادة الوزن ، وبالتالي زيادة الكثافة ، في مجموعة الأظافر الصدئة.