Rugina este un subiect larg de discuție pentru sălile de știință de la toate nivelurile de clasă. În timp ce profesorii elementari prezintă metalul ruginit ca un simplu exemplu de reacție chimică, instructorii de liceu indică rugina în explicațiile reacțiilor de oxidare și reducere. Elevii din școala publică sau școala de acasă pot efectua experimente pe unghii de fier ruginite pentru sarcini de cercetare la clasă sau proiecte de târg științific.
Compararea coroziunii
Studenții intermediari care se pregătesc pentru sarcini în avans pot determina ce lichide cauzează formarea ruginii cel mai rapid pe unghiile de fier scufundate. Adunați șase pahare sau pahare de băut. Adăugați 1 ceașcă de apă de la robinet în prima, 1 ceașcă de apă sărată în cea de-a doua, 1 ceașcă de sodă carbogazoasă lămâie-var în a treia, 1 cană de suc de murături în al patrulea recipient, 1 cană de suc de portocale în al cincilea și 1 cană de oțet alb în ultimul ceașcă. Faceți ipoteza ce lichid va determina ruginirea mai întâi a unui cui. Scufundați câte un cui de fier în fiecare recipient și puneți paharele sau paharele într-un loc în care nu vor fi deranjate. Observați zilnic unghiile pentru a verifica formarea ruginii. Unghiile din apă ar trebui să formeze ambele rugini în termen de trei săptămâni, iar oțetul ar trebui să ruginească un cui aproximativ o săptămână mai târziu. Sifonul și sucurile nu ar trebui să facă să se formeze rugină pe unghie.
Oxidare accelerată
Un desicator este un dulap cu două niveluri care menține conținutul într-o atmosferă complet uscată. Probele sunt plasate pe un strat de tifon de sârmă și un agent de uscare, cum ar fi silicagel, este stocat la nivelul bazei. Cumpărați un mic desicator online sau de la un magazin de materiale medicale. Așezați trei cuie de fier curate și uscate pe stratul de tifon de sârmă din desicator și puneți 10 grame de cristale de clorură de calciu pe fundul desicatorului. Scufundați trei cuie în apă înainte de a le agăța în afara desicatorului folosind sârmă pentru a le atașa de mânerul ușii desicatorului. Observați și înregistrați datele timp de o săptămână. În timp ce unghiile din exteriorul desicatorului ar trebui să formeze rugină, unghiile din interior vor rămâne curate. Studenții ar trebui să vadă din rezultate că umiditatea este un element cheie în formarea ruginii și trebuie să se prezinte în aerul din jurul fierului pentru ca oxidarea să se producă.
Modificări de temperatură
Faceți ipoteza dacă temperatura aerului rece sau cald va afecta viteza cu care se formează rugina pe unghiile de fier. Adunați nouă cuie de fier și trei pahare sau recipiente de sticlă de aceeași dimensiune. Așezați trei cuie într-un recipient umplut cu apă de la robinet. Așezați trei cuie într-un recipient și umpleți cu cuburi de gheață. Așezați unghiile rămase într-un recipient umplut cu apă de la robinet și puneți-le sub o lampă de căldură. Lăsați toate cele trei containere neacoperite într-o zonă netulburată și observați zilnic timp de o săptămână. Gheața trebuie adăugată frecvent la al doilea recipient pentru a menține un mediu rece pe tot parcursul experimentului. Oxigenul, componenta principală a formării ruginii, se combină cu alte elemente, inclusiv fierul, mai ușor la cald temperaturile, deci unghia sub lampa de căldură ar trebui să ruginească mai întâi, în timp ce unghia din gheață ar trebui să fie ultima care să formeze rugina pe ea suprafaţă.
Densitatea ruginii
Experimentele de densitate sunt versatile pentru a se potrivi majorității nivelurilor de vârstă. Elevii ar trebui să facă ipoteze cum reacția de oxidare care produce rugină pe unghiile de fier afectează densitatea unghiilor. Cumpărați 2 kilograme de unghii de fier și separați-le în grupuri de 1 kilogram. Asigurați-vă că masa și volumul fiecărui grup sunt echivalente. Lăsați un grup în interior, astfel încât să nu se formeze rugină pe ele. Permiteți celui de-al doilea grup să ruginească în mod natural în exterior sau accelerați formarea ruginii folosind o tehnică din experimentele anterioare. Când oxidarea este completă, calculați masa și volumul celui de-al doilea grup pentru a determina dacă are loc o modificare a densității în timpul oxidării. Rugina este mai puțin densă decât fierul, dar un gram de fier va produce mai mult de 1 gram de rugină, astfel încât elevii ar trebui să observe o creștere în greutate și, prin urmare, o creștere a densității, în setul de unghii ruginite.