Rūsa ir plaša diskusiju tēma dabaszinību kabinetos visos klases līmeņos. Kamēr pamatskolotāji rūsējušu metālu pasniedz kā vienkāršu ķīmiskās reakcijas piemēru, vidusskolas pasniedzēji norāda uz rūsu, skaidrojot oksidēšanās un reducēšanās reakcijas. Skolēni valsts skolā vai mājas skolā klases pētījumu uzdevumos vai zinātnes izstādes projektos var veikt eksperimentus ar dzelzs naglu rūsēšanu.
Salīdzinot koroziju
Starpposma studenti, kuri iepriekš sagatavojas uzdevumiem, var noteikt, kuri šķidrumi rodas rūsas veidošanās visātrāk uz iegremdētajiem dzelzs nagiem. Savāc sešas vārglāzes vai dzeramās glāzes. Pirmajam pievieno 1 glāzi krāna ūdens, otrajā - 1 glāzi sālsūdens, trešajā - 1 glāzi gāzētā citrona-laima soda. 1 glāze marinētu sulu līdz ceturtajam traukam, 1 glāze apelsīnu sulas līdz piektajam un 1 glāze baltā etiķa līdz pēdējam kauss. Hipotēze, kāds šķidrums vispirms izraisīs naglu rūsēšanu. Katrā traukā iegremdējiet vienu dzelzs naglu un novietojiet vārglāzes vai glāzes vietā, kur tie netiks traucēti. Katru dienu novērojiet nagus, lai pārbaudītu rūsas veidošanos. Gan ūdenī esošajiem nagiem rūsas jāveido trīs nedēļu laikā, gan etiķim - aptuveni nedēļu vēlāk. Soda un sulas nedrīkst izraisīt rūsas veidošanos uz nagu.
Paātrināta oksidēšana
Eksikators ir divu līmeņu skapis, kas uztur saturu pilnīgi sausā atmosfērā. Paraugus novieto uz stieples marles slāņa, un bāzes līmenī tiek uzglabāts žāvēšanas līdzeklis, piemēram, silikagels. Iegādājieties nelielu eksikatoru tiešsaistē vai medicīnas preču veikalā. Ievietojiet trīs tīras, sausas dzelzs naglas uz stieples marles slāņa eksikatorā un ielieciet 10 gramus kalcija hlorīda kristālu eksikatora apakšā. Pirms pakāršanas ārpus eksikatora iemērciet trīs naglas ūdenī, izmantojot stiepli, lai tās piestiprinātu pie eksikatora durvju roktura. Novērojiet un reģistrējiet datus vienu nedēļu. Kamēr nagiem ārpus eksikatora vajadzētu veidoties rūsai, naglas iekšpusē paliks tīras. Studentiem no rezultātiem vajadzētu redzēt, ka mitrums ir galvenais elements rūsas veidošanā, un tam jāatrodas gaisā ap dzelzi, lai notiktu oksidēšanās.
Temperatūras izmaiņas
Hipotēze, vai aukstā vai siltā gaisa temperatūra ietekmēs rūsas veidošanās ātrumu uz dzelzs nagiem. Savāc deviņas dzelzs naglas un trīs vienāda izmēra vārglāzes vai stikla traukus. Ievietojiet trīs naglas traukā, kas piepildīts ar krāna ūdeni. Ievietojiet trīs naglas traukā un piepildiet ar ledus gabaliņiem. Ievietojiet atlikušās naglas traukā, kas piepildīts ar krāna ūdeni, un novietojiet zem siltuma lampas. Atstājiet visus trīs konteinerus neaizsegtus netraucētā vietā un novērojiet katru dienu vienu nedēļu. Otrajā traukā bieži jāpievieno ledus, lai eksperimenta laikā uzturētu aukstu vidi. Skābeklis, kas ir galvenā rūsa veidošanās sastāvdaļa, vieglāk sasilst ar citiem elementiem, ieskaitot dzelzi temperatūru, tāpēc nagai zem siltuma lampas vispirms vajadzētu rūsēt, bet ledus nagai vajadzētu būt pēdējai, kas uz tās veido rūsu virsma.
Rūsas blīvums
Blīvuma eksperimenti ir daudzpusīgi, lai tie atbilstu lielākajai daļai vecuma līmeņu. Studentiem vajadzētu izvirzīt hipotēzi, kā oksidēšanās reakcija, kas rada rūsu uz dzelzs nagiem, ietekmē naglu blīvumu. Iegādājieties 2 mārciņas dzelzs naglu un sadaliet 1 mārciņu grupās. Pārliecinieties, ka katras grupas masa un tilpums ir līdzvērtīgi. Atstājiet vienu grupu telpās, lai uz tām neveidotos rūsa. Ļaujiet otrajai grupai dabiski rūsēt ārpusē vai paātriniet rūsas veidošanos, izmantojot iepriekšējo eksperimentu paņēmienu. Kad oksidēšana ir pabeigta, aprēķiniet otrās grupas masu un tilpumu, lai noteiktu, vai oksidēšanas laikā notiek kādas blīvuma izmaiņas. Rūsas blīvums ir mazāks nekā dzelzs, bet no dzelzs grama tiks iegūts vairāk nekā 1 grams rūsas, tāpēc studentiem rūsētajā naglu komplektā jāievēro svara pieaugums un līdz ar to arī blīvuma palielināšanās.