Rust je rozsiahlou témou diskusií pre prírodovedné učebne na všetkých stupňoch. Zatiaľ čo učitelia na základnej škole prezentujú hrdzavý kov ako jednoduchý príklad chemickej reakcie, inštruktori zo strednej školy poukazujú na hrdzu pri vysvetľovaní oxidačných a redukčných reakcií. Študenti štátnej alebo domácej školy môžu experimentovať s hrdzavením železných klincov pre úlohy triedneho výskumu alebo vedecké veľtrhy.
Porovnanie korózie
Stredne pokročilí študenti, ktorí sa vopred pripravujú na úlohy, môžu určiť, ktoré kvapaliny spôsobujú tvorba hrdze najrýchlejšie na ponorených železných klincoch. Zhromaždite šesť kadičiek alebo pohárov na pitie. Do prvého pridajte 1 šálku vody z vodovodu, do druhého 1 šálku slanej vody, do tretieho 1 šálku sýtenej limetkovej sódy, 1 šálka nakladanej šťavy do štvrtej nádoby, 1 šálka pomarančovej šťavy do piatej a 1 šálka bieleho octu do poslednej pohár. Predpokladajte, aká tekutina najskôr spôsobí hrdzanie nechtu. Do každej nádoby ponorte jeden železný klinec a odložte poháre alebo poháre tak, aby ich nerušili. Sledujte nechty každý deň, aby ste skontrolovali tvorbu hrdze. Nechty vo vode by mali do troch týždňov zrezavieť a ocot by mal zrezivieť nechty približne o týždeň. Sóda a džúsy by nemali spôsobovať hrdzu na nechte.
Zrýchlená oxidácia
Dessikátor je dvojúrovňová skrinka, ktorá udržuje obsah v úplne suchej atmosfére. Vzorky sa umiestnia na vrstvu drôtenej gázy a na základnej úrovni sa uloží sušidlo, napríklad silikagél. Kúpte si malý exsikátor online alebo v obchode so zdravotníckymi potrebami. Na vrstvu drôtenej gázy v exsikátore položte tri čisté, suché železné klince a na dno exsikátora vložte 10 gramov kryštálov chloridu vápenatého. Pred zavesením mimo nechtového exsikátora ponorte tri nechty do vody a pomocou drôtu ich pripevnite k kľučke dverí exsikátora. Pozorujte a zaznamenávajte údaje po dobu jedného týždňa. Zatiaľ čo nechty mimo exsikátora by mali tvoriť hrdzu, nechty vo vnútri zostanú čisté. Študenti by mali z výsledkov vidieť, že vlhkosť je kľúčovým prvkom pri tvorbe hrdze a musí sa vyskytovať vo vzduchu okolo železa, aby mohlo dôjsť k oxidácii.
Zmeny teploty
Hypotéza, či teplota studeného alebo teplého vzduchu ovplyvní rýchlosť tvorby hrdze na železných klincoch. Zhromaždite deväť železných klincov a tri kadičky alebo sklenené nádoby rovnakej veľkosti. Vložte tri nechty do nádoby naplnenej vodou z vodovodu. Vložte tri nechty do nádoby a naplňte kockami ľadu. Zvyšné nechty vložte do nádoby naplnenej vodou z vodovodu a vložte pod tepelnú lampu. Všetky tri nádoby nechajte nekryté v nerušenej oblasti a pozorujte ich každý deň po dobu jedného týždňa. Do druhej nádoby sa musí často pridávať ľad, aby sa počas celého experimentu udržiavalo chladné prostredie. Kyslík, primárna zložka tvorby hrdze, sa ľahšie kombinuje s ďalšími prvkami vrátane železa teplotách, takže necht pod tepelnou lampou by mal najskôr hrdzavieť, zatiaľ čo necht v ľade by mal byť posledný, ktorý by na ňom vytvoril hrdzu povrch.
Hustota hrdze
Experimenty s hustotou sú všestranné, aby vyhovovali väčšine vekových úrovní. Študenti by mali predpokladať, ako oxidačná reakcia, ktorá vytvára hrdzu na železných nechtoch, ovplyvňuje ich hustotu. Nakúpte 2 libry železných klincov a rozdeľte ich do 1 libier skupín. Zaistite, aby hmotnosť a objem každej skupiny boli ekvivalentné. Jednu skupinu nechajte v interiéri, aby sa na nich netvorila hrdza. Nechajte druhú skupinu prirodzene hrdzavieť vonku alebo urýchlite tvorbu hrdze technikou z predchádzajúcich experimentov. Po dokončení oxidácie vypočítajte hmotnosť a objem druhej skupiny, aby ste určili, či počas oxidácie dôjde k akejkoľvek zmene hustoty. Hrdza je menej hustá ako železo, ale gram železa prinesie viac ako 1 gram hrdze, preto by študenti mali pozorovať zvýšenie hmotnosti, a teda zvýšenie hustoty, zhrdzavených nechtov.