Іржа - це широка тема дискусій для природничих кабінетів усіх рівнів. Поки вчителі початкових класів представляють іржавий метал як простий приклад хімічної реакції, викладачі середньої школи вказують на іржу в поясненнях реакцій окислення та відновлення. Учні державної школи чи домашньої школи можуть проводити експерименти з іржавлення залізних цвяхів для класних дослідницьких завдань або проектів наукових ярмарків.
Порівняння корозії
Студенти середнього рівня, які готуються до завдань заздалегідь, можуть визначити, які рідини спричиняють утворення іржі найшвидше на занурених залізних цвяхах. Зберіть шість склянок або склянок. Додайте 1 склянку водопровідної води до першої, 1 склянку солоної води до другої, 1 склянку газованої лимонно-лаймової соди до третьої, 1 склянку соленого соку до четвертої ємності, 1 склянка апельсинового соку до п’ятої та 1 склянка білого оцту до останньої чашка. Висуньте гіпотезу, яка рідина призведе до того, що ніготь спочатку іржавіє. Занурте по одному залізному цвяху в кожну ємність і встановіть мензурки або склянки на місце, яке їм не заважатиме. Щодня спостерігайте за нігтями, щоб перевірити, чи не утворюється іржа. Нігті у воді повинні утворювати іржу протягом трьох тижнів, а оцет повинен іржавіти нігті приблизно через тиждень. Сода та соки не повинні викликати утворення іржі на нігті.
Прискорене окислення
Ексикатор - це дворівнева шафа, яка підтримує вміст у абсолютно сухій атмосфері. Зразки кладуть на шар дротяної марлі, а сушильний агент, такий як силікагель, зберігають на базовому рівні. Придбайте невеликий ексикатор в Інтернеті або в магазині медичних товарів. Покладіть три чисті сухі залізні цвяхи на шар дротяної марлі в ексикаторі і покладіть на дно ексикатору 10 грамів кристалів хлористого кальцію. Занурте три цвяхи у воду перед тим, як повісити їх за межі ексикатора, за допомогою дроту, щоб прикріпити до ручки дверцят ексикатору. Спостерігайте і запишіть дані протягом одного тижня. Поки цвяхи поза ексикатором повинні утворювати іржу, цвяхи всередині залишаться чистими. Студенти повинні бачити з результатів, що волога є ключовим елементом утворення іржі, і вона повинна бути в повітрі, що оточує залізо, для окислення.
Зміни температури
Висуньте гіпотезу, чи вплинуть холодні чи теплі температури повітря на швидкість утворення іржі на залізних цвяхах. Зберіть дев’ять залізних цвяхів і три склянки або скляні ємності однакового розміру. Помістіть три цвяхи в ємність, наповнену водопровідною водою. Помістіть три цвяхи в ємність і наповніть кубиками льоду. Помістіть залишки цвяхів у ємність, наповнену водопровідною водою, і поставте під нагрівальну лампу. Залиште всі три контейнери непокритими в непорушеному місці і спостерігайте щодня протягом одного тижня. Лід потрібно часто додавати до другого контейнера, щоб підтримувати холодне середовище протягом експерименту. Кисень, основний компонент утворення іржі, легше поєднується з іншими елементами, включаючи залізо, при нагріванні температури, тому цвях під тепловою лампою повинен спочатку іржавіти, тоді як цвях у льоді повинен бути останнім, що утворює на ньому іржу поверхні.
Щільність іржі
Експерименти із щільністю є універсальними, щоб відповідати більшості вікових рівнів. Студенти повинні висловити гіпотезу, як реакція окислення, яка утворює іржу на залізних цвяхах, впливає на щільність нігтів. Придбайте 2 фунти залізних цвяхів і розділіть їх на групи по 1 фунт. Переконайтесь, що маса та об’єм кожної групи рівнозначні. Залиште одну групу в приміщенні, щоб на них не утворилася іржа. Дозвольте другій групі природно іржавити зовні або прискоріть утворення іржі, використовуючи техніку з попередніх експериментів. Коли окислення завершено, обчисліть масу та об’єм другої групи, щоб визначити, чи відбувається якась зміна щільності під час окислення. Іржа менш щільна, ніж залізо, але грам заліза дасть більше 1 грама іржі, тому студенти повинні спостерігати збільшення ваги, а отже і збільшення щільності, в іржавих наборах цвяхів.