Vsebina
Rust je široka tema razprave v naravoslovnih razredih v vseh razredih. Medtem ko učitelji osnovne šole kažejo, da je kovina kot preprost primer kemične reakcije, učitelji v srednjih šolah opozorijo na rjo zaradi razlage reakcij oksidacije in redukcije. Študenti so sposobni izvajati eksperimente z rjo na železnih žebljih za raziskovalne naloge ali projekte za znanstvene sejme.
Opazovanje korozije
Študentje na vmesnih stopnjah, ki vnaprej pripravijo svoje naloge, lahko določijo, katere tekočine povzročajo hitrejše nastajanje rje na železnih nohtih, potopljenih v določene rešitve. Vzemite šest čaš ali steklenih skodelic, dodajte 1 kozarec vode na prvi, 1 kozarec slane vode na drugi, 1 kozarec limonine sode na tretji, 1 skodelico kisle tekočine v sobi, 1 skodelico pomarančnega soka v peti in 1 kozarec belega kisa v slednjem. Poskusite ustvariti hipotezo o tem, katera tekočina bo povzročila, da bo noht najprej zarjavel. V vsako skledo potopite žebelj in ga pustite na mestu, kjer jih nihče ne bo mešal. Pazite na nohte, da preverite nastanek rje. Nohti v vodi naj rjejo v treh tednih, kis pa naj traja še en teden. Sokovi in soda ne bodo povzročili rje na nohtih. Določite raven pH vsake tekočine, da ugotovite, ali obstaja korelacija med jedkostjo tekočine in njeno zmožnostjo tvorbe rje.
Pospešena oksidacija
Eksikator je dvonivojna omara, ki zadrži vsebino v povsem suhem ozračju. Vzorce damo v plast kovinske gaze in sušilnega sredstva, ker se silikagel shrani na osnovni ravni. Kupite majhen sušilnik na spletu ali v bolnišnici. V očiščeni sloj gaze v eksikatorju vstavimo tri očiščene železne žeblje in pustimo 10 g kristalov kalcijevega klorida na dnu aparata. Namestite tri žeblje, potopljene v vodo, preden jih obesite zunaj eksikatorja, z žico, da jih pritrdite na ročico eksikatorja. Opazujte in zapisujte podatke za en teden. Medtem ko morajo biti zunanji čepi izpostavljeni rjavenju, bodo notranje čiste. Učenci se morajo zavedati, da je vlaga ključni element pri nastajanju rje in da mora biti v zraku okoli železa, da pride do oksidacije.
Spremembe temperature
Ustvarite hipotezo o tem, ali temperature hladnega ali vročega zraka vplivajo na hitrost nastajanja rje na železnih žebljeh. Pridružite se devetim žebljem in tri čaše enake velikosti. V vsako od posod napolnite tri žeblje, ki so napolnjene z vodo. Vstavite tri žeblje v posodo s kockami ledu. Na koncu postavite preostale tri žeblje v posodo, polno vode iz pipe, in jo postavite pod ogrevalno svetilko. Vse čaše pustimo razkriti v redko poseljenem območju in jih opazujemo vsak teden. V drugo posodo je treba dodati led, da se ohrani hladno okolje v celotnem poskusu. Kisik, ki je primarna komponenta pri tvorbi rje, se združuje z drugimi elementi; vključno z železom, hitreje pri višjih temperaturah. Zato naj se žebelj pod ogrevalno svetilko najprej zaraste. Že nohti na ledu bodo zadnje, ki bodo imeli rjo na svojih površinah.
Gostota rje
Poskusi z gostoto so vsestranski, da ustrezajo večini starosti. Učenci naj ustvarijo hipotezo o tem, kako oksidacijska reakcija, ki povzroča rjo na nohtih, vpliva na gostoto predmetov. Kupite 1 kg železnih žebljev, razdeljenih v skupine po 500 g. Prepričajte se, da sta masa in prostornina vsake skupine enakovredni. Skupino pustite v sobi, da se rja ne oblikuje. Pustite, da druga skupina naravno rja od zunaj ali pospešite postopek, pri čemer uporabite tehniko iz prejšnjih poskusov. Ko je oksidacija končana, izračunajte maso in prostornino druge skupine, da ugotovite, ali pride do spremembe gostote med oksidacijo. Rust je manj gosta kot železo, vendar bo gram železa proizvedel več kot 1 g rje. Zato naj bi učenci spoznali povečanje telesne mase in s tem povečanje gostote v nizu zarjavelih nohtov.