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La rouille est un vaste sujet de discussion dans les cours de sciences de toutes les années. Alors que les enseignants du primaire présentent le métal qui rouille comme un simple exemple de réaction chimique, les enseignants du secondaire soulignent la rouille pour expliquer les réactions d’oxydation et de réduction. Les étudiants peuvent effectuer des expériences de rouille sur des clous de fer pour des travaux de recherche ou des projets d’expositions scientifiques.
Observer la corrosion
Les élèves de niveau intermédiaire qui préparent leurs tâches à l’avance peuvent déterminer quels liquides entraînent la formation de rouille plus rapidement sur les clous de fer immergés dans certaines solutions. Prenez six gobelets ou tasses en verre, ajoutez 1 verre d’eau au premier, 1 verre d’eau salée au second, 1 verre de soda au citron au troisième, 1 tasse de liquide mariné dans la chambre, 1 tasse de jus d’orange au cinquième. et 1 verre de vinaigre blanc dans ce dernier. Essayez de formuler une hypothèse sur le liquide qui fera rouiller l’ongle en premier. Trempez un clou de fer dans chaque bol et laissez-le dans un endroit où personne ne le remue. Observez les ongles tous les jours pour vérifier la formation de rouille. Les ongles dans l'eau devraient rouiller dans trois semaines et le vinaigre devrait prendre une autre semaine. Les jus et les sodas ne causeront pas de rouille sur les ongles. Déterminez le niveau de pH de chaque liquide pour déterminer s’il existe une corrélation entre la corrosivité du liquide et sa capacité à former de la rouille.
Oxydation accélérée
Un dessiccateur est une armoire à deux niveaux qui maintient son contenu dans une atmosphère complètement sèche. Les échantillons sont placés dans une couche de gaze métallique et d’un agent dessiccatif, le gel de silice étant stocké au niveau de la base. Achetez un petit dessiccateur en ligne ou dans un magasin de fournitures pour hôpitaux. Placez trois clous de fer nettoyés dans la couche de gaze métallique à l'intérieur du dessiccateur et laissez 10 g de cristaux de chlorure de calcium au bas de l'appareil. Placez trois clous immergés dans l’eau avant de les suspendre à l’extérieur du dessiccateur, en les fixant à la poignée de la porte du dessiccateur. Observez et enregistrez les données pendant une semaine. Alors que les plots extérieurs doivent être rouillés, ceux à l'intérieur resteront propres. Les résultats doivent montrer que l’humidité est un élément clé de la formation de rouille et doit être présente dans l’air autour du fer pour que l’oxydation se produise.
Changements de température
Créez une hypothèse indiquant si les températures de l'air froid ou chaud affectent la vitesse de formation de rouille sur les clous en fer. Joignez-vous à neuf clous et trois béchers de la même taille. Mettez trois clous dans chacun des récipients remplis d'eau. Placez trois clous dans un récipient rempli de glaçons. Enfin, placez les trois autres clous dans un récipient rempli d’eau du robinet et placez-le sous une lampe chauffante. Laissez tous les gobelets découverts dans une zone peu peuplée et observez-les quotidiennement pendant une semaine. De la glace doit être ajoutée fréquemment au second navire pour maintenir un environnement frais tout au long de l'expérience. L'oxygène, principal composant de la formation de rouille, se combine aux autres éléments. y compris le fer, plus rapidement par temps chaud. Par conséquent, le clou sous la lampe chauffante doit d'abord rouiller. Déjà les clous sur la glace seront les derniers à avoir de la rouille sur leurs surfaces.
Densité de rouille
Les expériences de densité sont polyvalentes pour convenir à la plupart des âges. Les élèves devraient créer une hypothèse sur la manière dont la réaction d’oxydation qui produit de la rouille sur les ongles affecte la densité des objets. Achetez 1 kg de clous de fer, séparés par groupes de 500 g. Assurez-vous que la masse et le volume de chaque groupe sont équivalents. Laissez un groupe à l'intérieur de la pièce afin que la rouille ne se forme pas. Laisser le deuxième groupe se rouiller naturellement de l'extérieur ou accélérer le processus en utilisant une technique des expériences précédentes. Lorsque l'oxydation est terminée, calculez la masse et le volume du deuxième groupe pour déterminer si un changement de densité se produit pendant l'oxydation. La rouille est moins dense que le fer, mais un gramme de fer produira plus de 1 g de rouille. Par conséquent, les élèves devraient réaliser un gain de poids et donc une augmentation de la densité dans l'ensemble des clous rouillés.