Saturs
Rust ir plaša diskusiju tēma zinātnes klasēs visās kategorijās. Lai gan pamatskolas skolotāji prezentē metāla rūsēšanu kā vienkāršu ķīmiskās reakcijas piemēru, vidusskolas skolotāji norāda uz rūsu, paskaidrojot oksidācijas un reducēšanās reakcijas. Studenti spēj veikt rūsas eksperimentus ar dzelzs nagiem pētniecības uzdevumiem vai projektiem zinātnes gadatirgos.
Novērot koroziju
Vidējā līmeņa studenti, kas iepriekš sagatavo savus uzdevumus, var noteikt, kuri šķidrumi izraisa rūsas veidošanos ātrāk uz dzelzs nagiem, kas iegremdēti noteiktos risinājumos. Veikt sešas vārglāzes vai stikla krūzes, pievienojiet 1 glāzi ūdens uz pirmo, 1 glāzi sālsūdens uz otro, 1 glāzi citrona sodas uz trešo, 1 tasi marinēta šķidruma telpā, 1 tasi apelsīnu sulas piektajā un 1 glāze baltā etiķa. Centieties veidot hipotēzi par to, kurš šķidrums vispirms radīs naglu rūsu. Iemērciet dzelzs naglu katrā bļodā un atstājiet to vietā, kur neviens tos neuzkrīt. Skatieties nagus katru dienu, lai pārbaudītu rūsas veidošanos. Nagiem ūdenī trīs nedēļu laikā rūsas, un etiķim vajadzētu aizņemt vēl vienu nedēļu. Sulas un sodas neradīs rūsu uz nagiem. Nosaka katra šķidruma pH līmeni, lai secinātu, vai pastāv korelācija starp šķidruma koroziju un spēju veidot rūsu.
Paātrināta oksidācija
Eksikators ir divu līmeņu skapis, kas satur tā saturu pilnīgi sausā atmosfērā. Paraugus ievieto metāla marles un žāvēšanas līdzekļa slānī, jo silikagelu uzglabā bāzes līmenī. Nopirkt nelielu eksikatoru tiešsaistē vai slimnīcas piegādes veikalā. Ievietojiet trīs iztīrītus dzelzs nagus eksikatora iekšpusē metāla marles slānī un atstājiet 10 g kalcija hlorīda kristālu uz ierīces apakšas. Pirms ārpuses eksikatorā piestipriniet trīs nagus, kas iegremdēti ūdenī, izmantojot vadu, lai tos piestiprinātu eksikatora durvju rokturim. Novērojiet un reģistrējiet datus par vienu nedēļu. Kamēr ārējās kniedes ir jāapstrādā, iekšpuses paliek tīras. Studentiem no rezultātiem ir jāsaprot, ka mitrums ir būtisks rūsas veidošanās elements, un tam jābūt klāt gaisā ap dzelzi, lai notiktu oksidēšanās.
Temperatūras izmaiņas
Izveidojiet hipotēzi par to, vai aukstā vai karstā gaisa temperatūra ietekmē dzelzs naglu rūsas veidošanās ātrumu. Pievienojiet deviņus nagus un trīs tāda paša izmēra vārglāzes. Katrā traukā, kas piepildīts ar ūdeni, ielieciet trīs nagus. Ielieciet trīs nagus traukā, kas piepildīts ar ledus gabaliņiem. Visbeidzot, atlikušos trīs nagus ievietojiet tvertnē, kas ir pilna ar krāna ūdeni, un novietojiet to zem apkures lampas. Atstājiet visas vārglāzes retā apdzīvotā vietā un katru nedēļu ievērojiet tās. Lai saglabātu vēsu vidi visā eksperimenta gaitā, bieži otrā tvertnē ledus pievieno. Skābeklis, galvenais komponents rūsas veidošanā, apvienojas ar citiem elementiem; ieskaitot dzelzi, ātrāk siltākā temperatūrā. Tāpēc vispirms jāierobežo nagu zem apkures lampas. Jau uz ledus esošie nagi būs pēdējie, kuru virsmām būs rūsas.
Rūsas blīvums
Blīvuma eksperimenti ir daudzpusīgi, lai tie atbilstu vairumam vecumu. Studentiem jāizveido hipotēze par to, kā oksidācijas reakcija, kas rada rūsu uz nagiem, ietekmē priekšmetu blīvumu. Nopirkt 1 kg dzelzs nagus, sadalot grupās pa 500 g. Pārliecinieties, ka katras grupas masa un tilpums ir līdzvērtīgs. Atstājiet grupu telpā, lai nerūsētu rūsu. Ļaujiet otrajai grupai dabiski rūsēt no ārpuses vai paātrināt procesu, izmantojot iepriekšējo eksperimentu metodi. Kad oksidācija ir pabeigta, aprēķiniet otrās grupas masu un tilpumu, lai noteiktu, vai oksidācijas laikā rodas izmaiņas blīvumā. Rūsas ir mazāk blīvas nekā dzelzs, bet grams dzelzs radīs vairāk nekā 1 g rūsas. Tāpēc studentiem jāapzinās svara pieaugums un tādējādi blīvuma palielināšanās rūsīgo naglu komplektā.