Experimentos sobre a oxidação de pregos de ferro

A ferrugem é um amplo tópico de discussão para salas de aula de ciências em todos os níveis de escolaridade. Enquanto os professores do ensino fundamental apresentam o metal enferrujado como um exemplo simples de reação química, os professores do ensino médio apontam para a ferrugem nas explicações das reações de oxidação e redução. Os alunos da escola pública ou da escola em casa podem realizar experimentos com pregos de ferro enferrujados para tarefas de pesquisa em classe ou projetos de feiras de ciências.

Os alunos intermediários que se preparam para as tarefas com antecedência podem determinar quais líquidos causam formação de ferrugem mais rápido em pregos de ferro submersos. Reúna seis béqueres ou copos. Adicione 1 xícara de água da torneira ao primeiro, 1 xícara de água salgada ao segundo, 1 xícara de refrigerante de limão e limão carbonatado ao terceiro, 1 xícara de suco de pickle para o quarto recipiente, 1 xícara de suco de laranja para o quinto e 1 xícara de vinagre branco para o último xícara. Imagine qual líquido fará com que uma unha enferruje primeiro. Mergulhe um prego de ferro em cada recipiente e coloque os béqueres ou copos em um local onde não sejam mexidos. Observe as unhas diariamente para verificar a formação de ferrugem. As unhas na água devem enferrujar em três semanas, e o vinagre deve enferrujar uma unha aproximadamente uma semana depois. O refrigerante e os sucos não devem causar a formação de ferrugem nas unhas.

Um dessecador é um gabinete de dois níveis que mantém o conteúdo em uma atmosfera completamente seca. As amostras são colocadas sobre uma camada de gaze de arame e um agente de secagem, como gel de sílica, é armazenado no nível de base. Compre um pequeno dessecador online ou em uma loja de suprimentos médicos. Coloque três pregos de ferro limpos e secos na camada de gaze de arame do dessecador e coloque 10 gramas de cristais de cloreto de cálcio no fundo do dessecador. Mergulhe três pregos na água antes de pendurá-los fora do dessecador usando arame para prendê-los à maçaneta da porta do dessecador. Observe e registre os dados por uma semana. Enquanto as unhas de fora do dessecador devem formar ferrugem, as de dentro permanecerão limpas. Os alunos devem ver a partir dos resultados que a umidade é um elemento-chave na formação de ferrugem e deve estar presente no ar ao redor do ferro para que a oxidação ocorra.

Imagine se as temperaturas do ar frio ou quente afetarão a taxa de formação de ferrugem nos pregos de ferro. Reúna nove pregos de ferro e três copos ou recipientes de vidro do mesmo tamanho. Coloque três pregos em um recipiente com água da torneira. Coloque três pregos em um recipiente e preencha com cubos de gelo. Coloque as unhas restantes em um recipiente com água da torneira e coloque sob uma lâmpada de calor. Deixe todos os três recipientes descobertos em uma área não perturbada e observe diariamente por uma semana. O gelo deve ser adicionado ao segundo recipiente com freqüência para manter um ambiente frio durante todo o experimento. O oxigênio, o principal componente da formação de ferrugem, combina-se com outros elementos, incluindo o ferro, mais prontamente quando temperaturas, então o prego sob a lâmpada de calor deve enferrujar primeiro, enquanto o prego no gelo deve ser o último a formar ferrugem em seu superfície.

Os experimentos de densidade são versáteis para se ajustar à maioria dos níveis de idade. Os alunos devem formular a hipótese de como a reação de oxidação que produz ferrugem nas unhas de ferro afeta a densidade das unhas. Compre 1 quilo de pregos de ferro e separe em grupos de 1 quilo. Certifique-se de que a massa e o volume de cada grupo sejam equivalentes. Deixe um grupo dentro de casa para que a ferrugem não se forme neles. Permita que o segundo grupo enferruje naturalmente do lado de fora ou acelere a formação de ferrugem usando uma técnica dos experimentos anteriores. Quando a oxidação estiver completa, calcule a massa e o volume do segundo grupo para determinar se ocorre alguma mudança na densidade durante a oxidação. A ferrugem é menos densa que o ferro, mas um grama de ferro renderá mais de 1 grama de ferrugem, portanto, os alunos devem observar um ganho de peso e, portanto, um aumento na densidade no conjunto de pregos enferrujados.