La rouille est un vaste sujet de discussion pour les classes de sciences à tous les niveaux. Alors que les enseignants du primaire présentent le métal rouillé comme un simple exemple de réaction chimique, les enseignants du secondaire mentionnent la rouille dans les explications des réactions d'oxydation et de réduction. Les élèves de l'école publique ou de l'école à la maison peuvent effectuer des expériences sur des clous en fer rouillés pour des travaux de recherche en classe ou des projets d'expo-sciences.
Comparer la corrosion
Les étudiants intermédiaires qui préparent leurs devoirs à l'avance peuvent déterminer quels liquides causent formation de rouille plus rapide sur les clous en fer immergés. Rassemblez six béchers ou verres à boire. Ajoutez 1 tasse d'eau du robinet au premier, 1 tasse d'eau salée au second, 1 tasse de soda citron-lime gazéifié au troisième, 1 tasse de jus de cornichon dans le quatrième récipient, 1 tasse de jus d'orange dans le cinquième et 1 tasse de vinaigre blanc dans le dernier Coupe. Faites l'hypothèse du liquide qui causera la rouille d'un clou en premier. Plongez un clou en fer dans chaque récipient et placez les béchers ou les verres dans un endroit où ils ne seront pas dérangés. Observez les clous quotidiennement pour vérifier la formation de rouille. Les clous dans l'eau devraient tous deux former de la rouille dans les trois semaines, et le vinaigre devrait rouiller un clou environ une semaine plus tard. Le soda et les jus ne doivent pas provoquer la formation de rouille sur l'ongle.
Oxydation accélérée
Un dessiccateur est une armoire à deux niveaux qui maintient le contenu dans une atmosphère complètement sèche. Les échantillons sont placés sur une couche de toile métallique et un agent desséchant, tel que du gel de silice, est stocké au niveau de la base. Achetez un petit dessiccateur en ligne ou dans un magasin de fournitures médicales. Placez trois clous de fer propres et secs sur la couche de gaze métallique dans le dessiccateur et placez 10 grammes de cristaux de chlorure de calcium au fond du dessiccateur. Trempez trois clous dans l'eau avant de les suspendre à l'extérieur du dessiccateur en utilisant du fil pour les attacher à la poignée de la porte du dessiccateur. Observer et enregistrer les données pendant une semaine. Alors que les clous à l'extérieur du dessiccateur devraient former de la rouille, les clous à l'intérieur resteront propres. Les élèves devraient voir d'après les résultats que l'humidité est un élément clé de la formation de rouille et doit être présente dans l'air entourant le fer pour que l'oxydation se produise.
Changements de température
Faites l'hypothèse que les températures de l'air froid ou chaud affecteront la vitesse à laquelle la rouille se forme sur les clous en fer. Rassemblez neuf clous en fer et trois béchers ou récipients en verre de la même taille. Placez trois clous dans un récipient rempli d'eau du robinet. Placez trois clous dans un récipient et remplissez-le de glaçons. Placez les ongles restants dans un récipient rempli d'eau du robinet et placez-les sous une lampe chauffante. Laissez les trois contenants à découvert dans un endroit calme et observez-les quotidiennement pendant une semaine. De la glace doit être ajoutée fréquemment au deuxième récipient pour maintenir un environnement froid tout au long de l'expérience. L'oxygène, le principal composant de la formation de rouille, se combine avec d'autres éléments, y compris le fer, plus facilement à chaud températures, de sorte que le clou sous la lampe chauffante doit rouiller en premier, tandis que le clou dans la glace doit être le dernier à former de la rouille sur son surface.
Densité de rouille
Les expériences de densité sont polyvalentes pour s'adapter à la plupart des niveaux d'âge. Les élèves devraient faire l'hypothèse de la façon dont la réaction d'oxydation qui produit de la rouille sur les clous en fer affecte la densité des clous. Achetez 2 livres de clous en fer et séparez-les en groupes de 1 livre. Assurez-vous que la masse et le volume de chaque groupe sont équivalents. Laissez un groupe à l'intérieur afin que la rouille ne se forme pas dessus. Laissez le deuxième groupe rouiller naturellement à l'extérieur ou accélérez la formation de rouille en utilisant une technique issue des expériences précédentes. Lorsque l'oxydation est terminée, calculez la masse et le volume du deuxième groupe pour déterminer si un changement de densité se produit pendant l'oxydation. La rouille est moins dense que le fer, mais un gramme de fer produira plus d'un gramme de rouille. Les élèves devraient donc observer un gain de poids, et donc une augmentation de la densité, dans le jeu de clous rouillés.