Rost ist ein breites Diskussionsthema im naturwissenschaftlichen Unterricht aller Klassenstufen. Während Grundschullehrer verrostetes Metall als einfaches Beispiel für eine chemische Reaktion vorstellen, verweisen Gymnasiallehrer bei der Erklärung von Oxidations- und Reduktionsreaktionen auf Rost. Schüler in öffentlichen Schulen oder zu Hause können Experimente an rostenden Eisennägeln für Klassenforschungsaufgaben oder Science Fair-Projekte durchführen.
Korrosion vergleichen Cor
Fortgeschrittene, die sich im Voraus auf Aufgaben vorbereiten, können feststellen, welche Flüssigkeiten verursachen Rostbildung am schnellsten auf untergetauchten Eisennägeln. Sammeln Sie sechs Becher oder Trinkgläser. Fügen Sie 1 Tasse Leitungswasser zum ersten hinzu, 1 Tasse Salzwasser zum zweiten, 1 Tasse kohlensäurehaltiges Zitronen-Limetten-Soda zum dritten, 1 Tasse Gurkensaft zum vierten Behälter, 1 Tasse Orangensaft zum fünften und 1 Tasse Weißweinessig zum letzten Tasse. Stellen Sie sich vor, welche Flüssigkeit einen Nagel zuerst zum Rosten bringt. Tauchen Sie in jeden Behälter einen Eisennagel ein und stellen Sie die Becher oder Gläser an einen Ort, an dem sie nicht gestört werden. Beobachten Sie die Nägel täglich auf Rostbildung. Die Nägel in Wasser sollten innerhalb von drei Wochen rosten, und der Essig sollte ungefähr eine Woche später einen Nagel rosten. Durch das Soda und die Säfte sollte sich kein Rost auf dem Nagel bilden.
Beschleunigte Oxidation
Ein Exsikkator ist ein zweistöckiger Schrank, der den Inhalt in einer vollständig trockenen Atmosphäre hält. Die Proben werden auf eine Lage Drahtgewebe gelegt und auf der Basisebene wird ein Trockenmittel, beispielsweise Kieselgel, gelagert. Kaufen Sie einen kleinen Exsikkator online oder in einem Sanitätshaus. Legen Sie drei saubere, trockene Eisennägel auf die Drahtgazeschicht im Exsikkator und geben Sie 10 Gramm Calciumchloridkristalle auf den Boden des Exsikkators. Tauchen Sie drei Nägel in Wasser, bevor Sie sie außerhalb des Exsikkators aufhängen, indem Sie sie mit Draht am Türgriff des Exsikkators befestigen. Beobachte und zeichne Daten eine Woche lang auf. Während die Nägel außerhalb des Exsikkators rosten sollten, bleiben die Nägel im Inneren sauber. Die Schüler sollten anhand der Ergebnisse erkennen, dass Feuchtigkeit ein Schlüsselelement bei der Rostbildung ist und in der das Eisen umgebenden Luft vorhanden sein muss, damit eine Oxidation stattfindet.
Temperaturänderungen
Stellen Sie die Hypothese auf, ob kalte oder warme Lufttemperaturen die Geschwindigkeit beeinflussen, mit der sich Rost auf Eisennägeln bildet. Sammeln Sie neun Eisennägel und drei gleich große Becher oder Glasbehälter. Legen Sie drei Nägel in einen mit Leitungswasser gefüllten Behälter. Drei Nägel in einen Behälter legen und mit Eiswürfeln füllen. Legen Sie die restlichen Nägel in einen mit Leitungswasser gefüllten Behälter und legen Sie ihn unter eine Wärmelampe. Lassen Sie alle drei Behälter offen an einem ungestörten Ort und beobachten Sie eine Woche lang täglich. Dem zweiten Behälter muss häufig Eis hinzugefügt werden, um während des gesamten Experiments eine kalte Umgebung aufrechtzuerhalten. Sauerstoff, der Hauptbestandteil der Rostbildung, verbindet sich bei wärmeren Temperaturen leichter mit anderen Elementen, einschließlich Eisen Temperaturen, so dass der Nagel unter der Wärmelampe zuerst rosten sollte, während der Nagel im Eis als letztes auf seiner rosten sollte Oberfläche.
Dichte von Rost
Dichteexperimente sind vielseitig und passen zu den meisten Altersstufen. Die Schüler sollten Hypothesen aufstellen, wie sich die Oxidationsreaktion, die Rost auf Eisennägeln erzeugt, auf die Dichte der Nägel auswirkt. Kaufen Sie 2 Pfund Eisennägel und teilen Sie sie in Gruppen von 1 Pfund auf. Stellen Sie sicher, dass Masse und Volumen jeder Gruppe gleich sind. Lassen Sie eine Gruppe drinnen, damit sich kein Rost darauf bildet. Lassen Sie die zweite Gruppe draußen natürlich rosten oder beschleunigen Sie die Rostbildung mit einer Technik aus den vorherigen Experimenten. Wenn die Oxidation abgeschlossen ist, berechnen Sie die Masse und das Volumen der zweiten Gruppe, um festzustellen, ob während der Oxidation eine Dichteänderung auftritt. Rost ist weniger dicht als Eisen, aber ein Gramm Eisen ergibt mehr als 1 Gramm Rost, daher sollten die Schüler eine Gewichtszunahme und damit eine Zunahme der Dichte des verrosteten Nagelsatzes beobachten.
