Pokusy o rezivění železných hřebíků

Rust je širokým tématem diskuse pro přírodovědné učebny na všech úrovních. Zatímco učitelé základních škol představují rezavý kov jako jednoduchý příklad chemické reakce, instruktoři středních škol poukazují na rez při vysvětlování oxidačních a redukčních reakcí. Studenti ve veřejné škole nebo v domácí škole mohou provádět experimenty s rezavými železnými hřebíky pro úkoly třídního výzkumu nebo projekty vědeckých veletrhů.

Mírně pokročilí studenti, kteří se předem připravují na úkoly, mohou určit, které kapaliny způsobují tvorba rzi nejrychlejší na ponořených železných hřebících. Shromážděte šest kádinek nebo sklenic. Do prvního přidejte 1 šálek vody z vodovodu, do druhého 1 šálek slané vody, do třetího 1 šálek sýtené limonády, 1 šálek nakládané šťávy do čtvrté nádoby, 1 šálek pomerančové šťávy do páté a 1 šálek bílého octa do poslední pohár. Předpokládejme, jaká tekutina způsobí, že neht nejprve zreziví. Ponořte do každé nádoby jeden železný hřebík a odložte kádinky nebo sklenice na místo, kde nebudou rušeny. Nehty denně sledujte, abyste zkontrolovali tvorbu rzi. Nehty ve vodě by měly do tří týdnů vytvořit rez a ocet by měl hřebík zrezivět přibližně o týden později. Soda a džusy by neměly způsobit nehty na nehtu.

Dessicator je dvouúrovňový kabinet, který udržuje obsah ve zcela suché atmosféře. Vzorky se umístí na vrstvu drátěného pletiva a na základní úrovni se uloží sušicí prostředek, jako je silikagel. Kupte si malý exsikátor online nebo v obchodě se zdravotnickými potřebami. Na vrstvu drátěného pletiva v exsikátoru položte tři čisté, suché železné hřebíky a na dno exsikátoru vložte 10 gramů krystalů chloridu vápenatého. Namočte tři hřebíky do vody a poté je zavěste mimo exsikátor pomocí drátu, kterým je připevníte na kliku dveří exsikátoru. Pozorujte a zaznamenávejte data po dobu jednoho týdne. Zatímco nehty mimo exsikátor by měly tvořit rez, nehty uvnitř zůstanou čisté. Studenti by měli z výsledků vidět, že vlhkost je klíčovým prvkem při tvorbě rzi a musí se vyskytovat ve vzduchu kolem železa, aby došlo k oxidaci.

Předpokládejte, zda teplota studeného nebo teplého vzduchu ovlivní rychlost tvorby rzi na železných hřebících. Shromážděte devět železných hřebíků a tři kádinky nebo skleněné nádoby stejné velikosti. Vložte tři hřebíky do nádoby naplněné vodou z vodovodu. Umístěte tři hřebíky do nádoby a naplňte kostkami ledu. Zbývající nehty vložte do nádoby naplněné vodou z vodovodu a umístěte pod tepelnou lampu. Nechejte všechny tři nádoby odkryté v nerušeném prostoru a pozorujte je každý den po dobu jednoho týdne. K udržení chladného prostředí po celou dobu experimentu je nutné do druhé nádoby často přidávat led. Kyslík, primární složka tvorby rzi, se v teplejších dobách kombinuje s dalšími prvky, včetně železa teplotách, takže hřebík pod tepelnou lampou by měl nejprve reznout, zatímco hřebík v ledu by měl být poslední, který by na něm vytvořil rzi povrch.

Experimenty s hustotou jsou univerzální, aby vyhovovaly většině věkových úrovní. Studenti by měli předpokládat, jak oxidační reakce, která vytváří rez na železných hřebících, ovlivňuje jejich hustotu. Kupte 2 libry železných hřebíků a rozdělte je do 1 librových skupin. Ujistěte se, že hmotnost a objem každé skupiny jsou ekvivalentní. Ponechte jednu skupinu uvnitř, aby se na nich netvořila rez. Nechte druhou skupinu přirozeně rezavět venku, nebo urychlete tvorbu rzi pomocí techniky z předchozích experimentů. Po dokončení oxidace spočítejte hmotnost a objem druhé skupiny, abyste určili, zda během oxidace dojde ke změně hustoty. Rez je méně hustý než železo, ale gram železa přinese více než 1 gram rzi, proto by studenti měli u zrezivělých nehtů pozorovat nárůst hmotnosti, a tedy i zvýšení hustoty.