Rust je široka tema rasprave za učionice prirodoslovlja na svim razinama. Dok osnovnoškolski učitelji predstavljaju hrđavi metal kao jednostavan primjer kemijske reakcije, srednjoškolski nastavnici u objašnjenjima reakcija oksidacije i redukcije ukazuju na hrđu. Učenici u javnoj školi ili u matičnoj školi mogu izvoditi eksperimente na hrđavim željeznim čavlima za razredne istraživačke zadatke ili projekte sajamskih znanosti.
Usporedba korozije
Studenti srednje škole koji se unaprijed pripremaju za zadatke mogu utvrditi koje tekućine uzrokuju stvaranje hrđe najbrže na potopljenim željeznim čavlima. Okupite šest čaša ili čaša za piće. U prvu dodajte 1 šalicu vode iz slavine, u drugu 1 šalicu slane vode, u treću 1 šalicu gazirane sode limunsko-limete, 1 šalica kiselog soka u četvrtu posudu, 1 šalica soka od naranče u petu i 1 šalica bijelog octa do posljednje kupa. Pretpostavite koja će tekućina prvo uzrokovati zahrđavanje nokta. Potopite po jedan željezni čavao u svaku posudu i stavite čaše ili čaše na mjesto na kojem neće biti ometanja. Svakodnevno promatrajte nokte kako biste provjerili ima li hrđe. Nokti u vodi trebali bi stvoriti hrđu u roku od tri tjedna, a ocat bi trebao zahrđati nokat otprilike tjedan dana kasnije. Soda i sokovi ne bi trebali stvarati hrđu na noktu.
Ubrzana oksidacija
Eksicator je dvorazinski ormar koji održava sadržaj u potpuno suhoj atmosferi. Uzorci se stavljaju na sloj žičane gaze, a sredstvo za sušenje, poput silika gela, čuva se na osnovnoj razini. Kupite mali eksikator putem interneta ili u trgovini medicinske opreme. Postavite tri čista, suha željezna čavla na sloj žičane gaze u eksikatoru i na dno eksikatora stavite 10 grama kristala kalcijevog klorida. Umočite tri čavla u vodu prije nego što ih objesite izvan eksikatora pomoću žice kako biste ih pričvrstili na kvaku vrata eksikatora. Promatrajte i bilježite podatke za jedan tjedan. Dok bi nokti izvan eksikatora trebali stvoriti hrđu, nokti iznutra ostat će čisti. Studenti bi iz rezultata trebali vidjeti da je vlaga ključni element u stvaranju hrđe i mora biti prisutna u zraku koji okružuje željezo da bi došlo do oksidacije.
Promjene temperature
Pretpostavite hoće li hladna ili topla temperatura zraka utjecati na brzinu stvaranja hrđe na željeznim čavlima. Skupite devet željeznih čavala i tri čaše ili staklene posude iste veličine. Stavite tri čavla u posudu napunjenu vodom iz slavine. Stavite tri čavla u posudu i napunite kockicama leda. Preostale čavle stavite u posudu napunjenu vodom iz slavine i stavite pod toplinsku lampu. Ostavite sve tri posude nepokrivene na neometanom području i promatrajte ih svakodnevno jedan tjedan. Led se mora često dodavati u drugu posudu kako bi se tijekom eksperimenta održavao hladan okoliš. Kisik, primarna komponenta stvaranja hrđe, lakše se kombinira s drugim elementima, uključujući željezo, toplije temperature, pa bi nokat ispod toplinske lampe trebao prvo zahrđati, dok bi čavao u ledu trebao posljednji stvoriti hrđu na svom površinski.
Gustoća hrđe
Pokusi gustoće svestrani su kako bi odgovarali većini dobnih skupina. Studenti bi trebali pretpostaviti kako reakcija oksidacije koja stvara hrđu na željeznim čavlima utječe na gustoću noktiju. Kupite 2 kilograma željeznih čavala i odvojite ih u skupine od 1 kilograma. Osigurajte da masa i volumen svake skupine budu jednaki. Ostavite jednu grupu u zatvorenom prostoru kako se na njima ne bi stvorila hrđa. Dopustite drugoj skupini da prirodno zahrđa vani ili ubrzajte stvaranje hrđe tehnikom iz prethodnih pokusa. Kad je oksidacija završena, izračunajte masu i volumen druge skupine kako biste utvrdili događa li se tijekom oksidacije bilo kakva promjena gustoće. Hrđa je manje gusta od željeza, ali gram željeza donijet će više od 1 grama hrđe, pa bi studenti trebali primijetiti debljanje, a time i povećanje gustoće, u hrđavim noktima.
