Rust is een breed gespreksonderwerp voor wetenschappelijke klaslokalen op alle niveaus. Terwijl elementaire leraren geroeste metalen presenteren als een eenvoudig voorbeeld van een chemische reactie, wijzen middelbare schoolinstructeurs op roest in verklaringen van oxidatie en reductiereacties. Studenten op de openbare school of de thuisschool kunnen experimenten uitvoeren op roestende ijzerspijkers voor klassenonderzoek of wetenschapsprojecten.

Corrosie vergelijken

Intermediate studenten die zich vooraf op opdrachten voorbereiden, kunnen bepalen welke vloeistoffen veroorzaken roestvorming het snelst op ondergedompelde ijzeren nagels. Verzamel zes bekers of drinkglazen. Voeg 1 kopje kraanwater toe aan de eerste, 1 kopje zout water tot de tweede, 1 kopje van een koolzuurhoudende limoen limoen tot de derde, 1 kopje augurk sap tot de vierde container, 1 kopje sinaasappelsap tot de vijfde en 1 kopje witte azijn naar de laatste beker. Hypothesize welke vloeistof eerst een spijker zal doen roesten. Dompel een ijzeren spijker in elke container en zet de bekers of glazen op een plaats waar ze niet worden gestoord. Observeer de nagels dagelijks om te controleren op roestvorming. De nagels in water moeten binnen drie weken allebei roesten, en de azijn moet ongeveer een week later een nagel roesten. De frisdrank en sappen mogen geen roestvorming op de nagel veroorzaken.

Versnelde oxidatie

Een exsiccator is een kast met twee niveaus die de inhoud in een volledig droge atmosfeer houdt. Monsters worden op een laag draadgaas geplaatst en een droogmiddel, zoals silicagel, wordt op basisniveau bewaard. Koop een kleine exsiccator online of bij een medische winkel. Plaats drie schone, droge ijzeren nagels op de draadgaaslaag in de exsiccator en leg 10 gram calciumchloridekristallen op de onderkant van de exsiccator. Doop drie spijkers in water voordat u ze buiten de exsiccator hangt met behulp van draad om ze aan de handgreep van de exsiccator te bevestigen. Observeer en noteer gegevens voor een week. Terwijl de spijkers buiten de exsiccator roest moeten vormen, blijven de spijkers binnenin schoon. Studenten moeten aan de hand van de resultaten zien dat vocht een sleutelelement is in roestvorming en dat ze aanwezig moeten zijn in de lucht rond ijzer om oxidatie te voorkomen.

Temperatuurwijzigingen

Hypothesize of koude of warme lucht temperaturen zullen invloed op de snelheid waarmee roest op ijzeren nagels ontstaat. Neem negen ijzeren nagels en drie bekers of glazen containers van dezelfde grootte. Plaats drie spijkers in een bak gevuld met leidingwater. Plaats drie spijkers in een bak en vul deze met ijsblokjes. Plaats de resterende spijkers in een bak gevuld met kraanwater en plaats deze onder een warmtelamp. Laat alle drie de containers onbedekt liggen in een ongestoord gebied en observeer dagelijks gedurende een week. Er moet vaak ijs aan de tweede container worden toegevoegd om tijdens het experiment een koude omgeving te behouden. Zuurstof, het belangrijkste bestanddeel van roestvorming, combineert met andere elementen, waaronder ijzer, gemakkelijker bij warmere temperaturen, dus de spijker onder de warmtelamp moet eerst roesten, terwijl de spijker in ijs de laatste is die roest op het oppervlak vormt.

Dichtheid van roest

Densiteitsexperimenten zijn veelzijdig en passen zich aan de meeste leeftijdsgroepen aan. Studenten moeten indenken hoe de oxidatiereactie die roest veroorzaakt op ijzeren nagels invloed heeft op de dichtheid van de nagels. Koop 2 pond ijzeren nagels en scheid in groepen van 1 pond. Zorg ervoor dat de massa en het volume van elke groep gelijk is. Laat een groep binnen zodat er geen roest op kan komen. Laat de tweede groep van nature buiten roesten, of versnelt de roestvorming met een techniek uit de vorige experimenten. Als de oxidatie is voltooid, berekent u de massa en het volume van de tweede groep om te bepalen of er tijdens oxidatie een verandering in dichtheid optreedt. Roest is minder dicht dan ijzer, maar een gram ijzer zal meer dan 1 gram roest opleveren, dus studenten moeten een gewichtstoename en dus een toename in dichtheid in de geroeste set nagels waarnemen.