תוֹכֶן
חלודה היא נושא רחב של דיון בשיעורי המדע בכל הציונים. בעוד המורים בבית הספר היסודי להציג מתכת חלודה כדוגמה פשוטה של תגובה כימית, מורים בתיכון מצביעים על חלודה בהסבר של חמצון ותגובות הפחתת. התלמידים יכולים לבצע ניסויים חלודה על מסמרים ברזל למשימות מחקר או פרויקטים לירידי מדע.
מעקב אחר קורוזיה
תלמידים ברמות בינוניות שמכינים את המטלות שלהם מראש יכולים לקבוע אילו נוזלים גורמים להיווצרות חלודה מהר יותר על מסמרים מברזל המצויים בפתרונות מסוימים. קח שישה כוסות או כוסות זכוכית, הוסף 1 כוס מים למים הראשונים, כוס מים מלוחים אחת לשנייה, כוס אחת של לימון סודה לשלישית, 1 כוס נוזל כבוש בחדר, כוס מיץ תפוזים בחמישית ו 1 כוס של חומץ לבן האחרון. נסה ליצור השערה על איזה נוזל יגרום הציפורן כדי חלודה הראשון. לטבול מסמר ברזל לתוך כל קערה ולהשאיר אותו במקום שבו אף אחד לא מערבב אותם. צפה בציפורניים מדי יום כדי לבדוק את היווצרות של חלודה. הציפורניים במים יחלידו תוך שלושה שבועות והחומץ יימשך שבוע נוסף. מיצים סודה לא יגרום חלודה על הציפורניים. לקבוע את רמת ה- pH של כל נוזל כדי להסיק אם יש מתאם בין קורוזיביות של הנוזל ויכולתה ליצור חלודה.
חימצון מואץ
ייבוש הוא ארון דו-מפלסי, המכיל את תוכנו באווירה יבשה לחלוטין. הדגימות ממוקמות בשכבה של גזה מתכת סוכן ייבוש, כמו ג'ל סיליקה מאוחסן ברמת הבסיס. קנה קטן desiccator באינטרנט או בחנות האספקה בבית החולים. מניחים שלושה מסמרים ברזל נקי לתוך שכבת גזה מתכת בתוך desiccator ולהשאיר 10 גרם של גבישי כלוריד סידן על החלק התחתון של המכשיר. שים שלושה ציפורניים שקועות במים לפני שתלה אותן מחוץ למייבש, באמצעות חוט לחיבורן אל ידית הדלת של היובש. לצפות ולהקליט את הנתונים במשך שבוע. בעוד חתיכים החיצוני חייב לעבור חלודה, הפנימי יישאר נקי. התלמידים צריכים להבין מן התוצאות כי לחות היא מרכיב מפתח בהיווצרות של חלודה חייב להיות נוכח באוויר סביב הברזל לחמצון להתרחש.
שינויים בטמפרטורה
יצירת השערה על האם טמפרטורות אוויר קר או חם משפיעים על המהירות של היווצרות חלודה על מסמרים ברזל. הצטרף תשעה מסמרים ושלושה כוסות באותו גודל. לשים שלושה מסמרים לתוך כל אחד של מיכלים מלאים מים. לשים שלושה מסמרים לתוך מיכל מלא קוביות קרח. לבסוף, במקום את שלושת הציפורניים הנותרות לתוך מיכל מלא מי ברז ומניחים אותו מתחת מנורת חימום. השאירו את כל הכוסות שנחשפו באזור מיושב בדלילות וצפו בהן מדי יום במשך שבוע. קרח יש להוסיף את כלי השיט השני לעתים קרובות כדי לשמור על סביבה מגניב לאורך הניסוי. החמצן, המרכיב העיקרי בהתהוות חלודה, משלב עם אלמנטים אחרים; כולל ברזל, מהר יותר בטמפרטורות חם. לכן, מסמר מתחת למנורה חימום צריך חלודה הראשון. כבר הציפורניים על הקרח יהיה האחרון יש חלודה על המשטחים שלהם.
צפיפות חלודה
ניסויים בצפיפות הם תכליתי כדי להתאים את רוב הגילאים. התלמידים צריכים ליצור היפותזה על איך התגובה חמצון המייצר חלודה על מסמרים משפיע על צפיפות של פריטים. קנה 1 ק"ג של מסמרים ברזל, מופרדים לקבוצות של 500 גרם. ודא כי המסה והנפח של כל קבוצה שווה. השאירו קבוצה בתוך החדר, כך שהחלודה לא תיווצר. לאפשר לקבוצה השנייה חלודה באופן טבעי מבחוץ או להאיץ את התהליך, תוך שימוש בטכניקה מן הניסויים הקודמים. כאשר החמצון הושלם, לחשב את המסה ואת נפח הקבוצה השנייה כדי לקבוע אם כל שינוי בצפיפות מתרחשת במהלך החמצון. חלודה פחות צפופה מאשר ברזל, אבל גרם של ברזל יפיק יותר מ 1 גרם של חלודה. לכן, התלמידים צריכים להבין עלייה במשקל ובכך להגדיל את הצפיפות במערך של מסמרים חלוד.