Ржавчина образуется, когда кислород из воздуха вступает в контакт с железом и водой, в результате чего атомы железа теряют электроны в пользу атомов кислорода. Этот процесс называется окислением. Для окисления железа не требуется много воды. Простой эксперимент может продемонстрировать окисление железа. Все, что вам нужно, - это железные гвозди, хлопок, вода и хлорид кальция (каменная соль).
Шаги
Часть 1 из 3: Сбор материалов
Шаг 1. Соберите материалы
Вам понадобятся 2 пробирки, держатель для пробирок, 4 железных гвоздя, вата (ватные шарики), кристаллы хлорида кальция и вода.
- Вместо пробирок можно использовать прозрачные пластиковые стаканчики. Однако вам нужно будет использовать более крупные куски шерстяной ваты, например куски ватина, который используется в мебельных подушках.
- Кристаллы хлорида кальция также известны как каменная соль или таяние льда. Их можно найти в любом магазине товаров для дома рядом со снегоуборочными средствами.
- Кристаллы хлорида кальция также можно найти в поглотителях влаги, которые часто находятся в магазинах товаров для дома с осушителями.
- Размер ногтей значения не имеет. Только убедитесь, что внутрь каждой пробирки поместятся 2 гвоздя.
- Большинство гвоздей изготавливаются из железа, но некоторые из них покрыты покрытием. Обязательно используйте железные гвозди, не оцинкованные или покрытые другим покрытием.
Шаг 2. Промаркируйте пробирки
Напишите на пробирках «Пробирка A» и «Пробирка B». Пробирка «A» будет вашей контрольной группой, а пробирка «B» - вашей экспериментальной группой. Поместите обе пробирки в держатель для пробирок.
Шаг 3. Запишите контрольную и экспериментальную группы
Сохраните эти записи, чтобы вы могли записывать свои наблюдения за каждой пробиркой в течение следующих нескольких дней. Это можно сделать на диаграмме или в лабораторной тетради. Цель состоит в том, чтобы не перепутать разные пробирки.
Часть 2 из 3: Проведение эксперимента
Шаг 1. Создайте свою контрольную группу
На дно пробирки «А» поместите 2 сухих гвоздя. Затем наложите на ногти слой шерстяной ваты, кристаллов хлорида кальция и еще несколько ватных хлопков.
Шаг 2. Создайте свою экспериментальную группу
Просто поместите 2 смоченных гвоздя на дно пробирки, помеченной буквой «B».
- Обязательно поместите пробирки рядом друг с другом в одной комнате. Они должны находиться на одном и том же воздухе.
- Не покрывайте влажные ногти ватой или кристаллами хлорида кальция. Вы хотите, чтобы эти ногти находились на воздухе.
Шаг 3. Наблюдайте за своим экспериментом
В течение следующей недели наблюдайте за своим экспериментом и записывайте свои наблюдения. Гвозди в трубке «A» должны оставаться без ржавчины, а гвозди в трубке «B» должны начать ржаветь.
- Скорее всего, вы начнете видеть результаты в течение 24 часов.
- Ежедневно записывайте свои наблюдения.
Шаг 4. Попробуйте на опыте несколько вариантов и посмотрите на различия
Смешайте условия эксперимента и посмотрите, получите ли вы другие результаты. Например, вы можете попробовать сделать третью трубку с влажными ногтями, но покрыть их ватой и кристаллами хлорида кальция. Вы также можете сделать трубку из сухих ногтей, но оставьте их на воздухе.
Понаблюдайте за гвоздями в контейнерах с различными условиями и посмотрите, насколько или как быстро они ржавеют по сравнению с гвоздями в трубках «A» и «B». Запишите свои наблюдения и подумайте, что они говорят вам о том, какие условия больше всего влияют на окисление
Часть 3 из 3: понимание эксперимента
Шаг 1. Разберитесь в причинах появления ржавчины
Ржавчина - это результат химической реакции, называемой окислением. Окисление происходит, когда железо вступает в контакт с кислородом воздуха, и атомы железа теряют электроны на атомы кислорода. Чтобы железо окислилось, оно также должно контактировать с водой. Даже минимального количества воды или влаги достаточно, чтобы произошло окисление.
Эта реакция вызывает образование нового химического вещества, называемого оксидом железа. Это красный слой (ржавчина), который вы видите на поверхности ногтей
Шаг 1. Наблюдайте за своей контрольной группой
Гвозди в пробирке «А» не ржавели, потому что были сухими. Эти ногти не только высыхали в пробирке, но и добавляли кристаллы хлорида кальция в пробирку, которая впитывала любую влагу, которая могла контактировать с ногтями под шерстяным хлопком.
Шаг 2. Оцените свою экспериментальную группу (группы)
Вы должны увидеть, что гвозди в пробирке «B» действительно начали ржаветь. Это потому, что они контактировали как с влагой, так и с кислородом воздуха, попавшего в пробирку. Контакт с влажным воздухом увеличивает скорость окисления, что приводит к образованию ржавчины.
- Ржавчина будет образовываться даже в сухой среде до тех пор, пока присутствует кислород. Влага просто обеспечивает более благоприятные условия для ускорения процесса окисления.
- Вы можете повторить эксперимент с увлажнителем воздуха в комнате. Вы должны увидеть, что ваши результаты усиливаются.
подсказки
- Подождите, пока гвозди в пробирке «B» не заржавеют. Это может занять более 24 часов.
- Чтобы каждая пробирка подвергалась воздействию одного и того же воздуха, держите их рядом в одной комнате.
Предупреждения
- Будьте осторожны при обращении с ржавчиной. Убедитесь, что он не соприкасается с поврежденной кожей.
- Кристаллы хлорида кальция могут вызвать незначительное раздражение кожи. При попадании на кожу рук вымойте руки водой с мылом.
- Обратитесь к врачу при проглатывании, вдыхании или попадании кристаллов хлорида кальция в глаза.