Rūdys yra plati visų klasių mokslo klasių diskusijų tema. Nors pradinių klasių mokytojai aprūdijusį metalą pateikia kaip paprastą cheminės reakcijos pavyzdį, vidurinės mokyklos instruktoriai nurodo rūdis, paaiškindami oksidacijos ir redukcijos reakcijas. Valstybinės mokyklos ar namų mokyklos moksleiviai gali atlikti klasikinių tyrimų užduočių ar mokslo mugės projektų metu surūdijusių geležinių nagų eksperimentus.
Korozijos palyginimas
Tarpiniai studentai, kurie iš anksto ruošiasi užduotims, gali nustatyti, kokie skysčiai sukelia rūdžių susidarymas greičiausiai ant panardintų geležinių vinių. Surinkite šešias stiklines ar stiklines. Į pirmą įpilkite 1 puodelį vandens iš čiaupo, į antrą - 1 puodelį druskingo vandens, trečią - 1 puodelį gazuoto citrinų-kalkių sodos, 1 puodelis marinuotų sulčių į ketvirtą indą, 1 puodelis apelsinų sulčių iki penktos ir 1 puodelis baltojo acto iki paskutinio puodelis. Hipotezuokite, koks skystis paskatins nagą pirmiausia rūdyti. Į kiekvieną indą panardinkite po vieną geležinę vinį ir pastatykite stiklines ar stiklines toje vietoje, kur jų netrikdys. Kasdien stebėkite nagus, kad patikrintumėte rūdžių susidarymą. Vandenyje esantys nagai turi rūdyti per tris savaites, o actas - maždaug po savaitės. Soda ir sultys neturėtų sukelti rūdžių ant nago.
Pagreitinta oksidacija
Eksikatorius yra dviejų lygių spintelė, palaikanti turinį visiškai sausoje atmosferoje. Mėginiai dedami ant vielos marlės sluoksnio, o pagrindo lygyje laikomas džiovinimo agentas, pavyzdžiui, silikagelis. Įsigykite mažą eksikatorių internetu arba iš medicinos prekių parduotuvės. Uždėkite tris švarias, sausas geležines vinis ant vielinio marlės sluoksnio eksikatoriuje, o ant eksikatoriaus dugno uždėkite 10 gramų kalcio chlorido kristalų. Prieš pakabindami juos už eksikatoriaus, panardinkite tris nagus vandenyje, naudodami vielą, kad pritvirtintumėte juos prie eksikatoriaus durelių rankenos. Stebėkite ir registruokite duomenis vieną savaitę. Nors nagai už eksikatoriaus turėtų sudaryti rūdis, viduje esantys nagai išliks švarūs. Studentai iš rezultatų turėtų įsitikinti, kad drėgmė yra pagrindinis rūdžių susidarymo elementas ir oksidacijai įvykti turi būti orą supančiame ore.
Temperatūros pokyčiai
Hipotezuokite, ar šalto ar šilto oro temperatūra paveiks rūdžių atsiradimo greitį ant geležinių nagų. Surinkite devynis geležinius vinius ir tris tokio paties dydžio stiklines ar stiklines talpas. Įdėkite tris vinis į indą, pripildytą vandentiekio vandens. Į indą įdėkite tris vinis ir užpildykite ledo gabalėliais. Įdėkite likusius nagus į indą, pripildytą vandentiekio vandens, ir padėkite po šilumos lempa. Palikite visus tris indus neuždengtus netrukdomoje vietoje ir stebėkite kasdien vieną savaitę. Norint palaikyti šaltą aplinką eksperimento metu, į antrą talpyklą dažnai reikia įpilti ledo. Deguonis, pagrindinis rūdžių susidarymo komponentas, lengviau sušyla su kitais elementais, įskaitant geležį temperatūros, todėl nagas po šilumos lempa pirmiausia turėtų rūdyti, o lede esantis nagas turėtų būti paskutinis ant jo rūdžių paviršius.
Rūdžių tankis
Tankio eksperimentai yra universalūs, kad atitiktų daugumą amžiaus lygių. Studentai turėtų kelti hipotezę, kaip oksidacijos reakcija, sukelianti rūdis ant geležinių nagų, veikia nagų tankį. Įsigykite 2 svarus geležinių vinių ir padalykite į 1 svaro grupes. Įsitikinkite, kad kiekvienos grupės masė ir tūris yra lygiaverčiai. Palikite vieną grupę patalpoje, kad ant jų nesudarytų rūdžių. Leiskite antrajai grupei natūraliai rūdyti lauke arba paspartinkite rūdžių susidarymą naudodami ankstesnių eksperimentų metodiką. Kai oksidacija bus baigta, apskaičiuokite antrosios grupės masę ir tūrį, kad nustatytumėte, ar oksidacijos metu vyksta tankio pokyčiai. Rūdys yra mažiau tankios nei geležies, tačiau gramas geležies duos daugiau nei 1 gramą rūdžių, todėl studentai turėtų pastebėti svorio padidėjimą, taigi ir tankio padidėjimą surūdijusiuose nagų rinkiniuose.