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Rost ist in allen Klassen ein breites Diskussionsthema im naturwissenschaftlichen Unterricht. Während Grundschullehrer rostiges Metall als einfaches Beispiel für eine chemische Reaktion präsentieren, weisen Hochschullehrer auf Rost hin, um Oxidations- und Reduktionsreaktionen zu erklären. Die Studierenden können Rostversuche an Eisennägeln für Forschungsaufgaben oder Projekte für Wissenschaftsmessen durchführen.
Korrosion beobachten
Schüler der Mittelstufe, die ihre Aufgaben im Voraus vorbereiten, können feststellen, welche Flüssigkeiten schneller zu Rostbildung führen, wenn Eisennägel in bestimmte Lösungen eingetaucht werden. Nehmen Sie sechs Becher oder Glasbecher, geben Sie 1 Glas Wasser zum ersten, 1 Glas Salzwasser zum zweiten, 1 Glas Zitronensoda zum dritten, 1 Tasse eingelegte Flüssigkeit im Zimmer, 1 Becher Orangensaft im fünften und 1 Glas weißen Essig im letzteren. Versuchen Sie, eine Hypothese zu formulieren, welche Flüssigkeit den Nagel zuerst rosten lässt. Tauchen Sie einen Eisennagel in jede Schüssel und lassen Sie sie an einem Ort, wo niemand sie rührt. Beobachten Sie die Nägel täglich, um die Rostbildung zu überprüfen. Die Nägel im Wasser sollten in drei Wochen rosten und der Essig sollte noch eine Woche dauern. Säfte und Soda verursachen keinen Rost auf den Nägeln. Bestimmen Sie den pH-Wert jeder Flüssigkeit, um festzustellen, ob eine Korrelation zwischen der Korrosivität der Flüssigkeit und ihrer Rostbildungsfähigkeit besteht.
Beschleunigte Oxidation
Ein Exsikkator ist ein zweistöckiger Schrank, der seinen Inhalt in einer vollständig trockenen Atmosphäre hält. Die Proben werden in eine Schicht Metallgaze und ein Trocknungsmittel gegeben, da das Kieselgel auf der Basisebene gelagert wird. Kaufen Sie einen kleinen Exsikkator online oder in einem Ladengeschäft. Legen Sie drei gereinigte Eisennägel in die Metallgaze im Exsikkator und lassen Sie 10 g Calciumchlorid-Kristalle auf der Unterseite des Geräts. Setzen Sie drei in Wasser getauchte Nägel ein, bevor Sie sie außerhalb des Exsikkators aufhängen und mit einem Draht am Türgriff des Exsikkators befestigen. Beobachten und notieren Sie die Daten für eine Woche. Während die äußeren Stollen rosten müssen, bleiben die inneren Stifte sauber. Die Schüler sollten anhand der Ergebnisse feststellen, dass Feuchtigkeit ein Schlüsselelement bei der Bildung von Rost ist und in der Luft um das Eisen herum vorhanden sein muss, damit Oxidation auftreten kann.
Temperaturänderungen
Erstellen Sie eine Hypothese, ob kalte oder heiße Lufttemperaturen die Geschwindigkeit der Rostbildung an Eisennägeln beeinflussen. Verbinden Sie neun Nägel und drei Becher der gleichen Größe. Stecken Sie drei Nägel in jeden mit Wasser gefüllten Behälter. Legen Sie drei Nägel in einen mit Eiswürfeln gefüllten Behälter. Zum Schluss die restlichen drei Nägel in einen Behälter mit Leitungswasser geben und unter eine Heizlampe stellen. Lassen Sie alle Becher unbedeckt in einem dünn besiedelten Gebiet und beobachten Sie sie täglich für eine Woche. Das zweite Gefäß sollte häufig mit Eis versetzt werden, um während des gesamten Experiments eine kühle Umgebung zu erhalten. Sauerstoff, der Hauptbestandteil der Rostbildung, verbindet sich mit den anderen Elementen. einschließlich Eisen, bei wärmeren Temperaturen schneller. Deshalb sollte der Nagel unter der Heizlampe zuerst rosten. Die Nägel auf dem Eis werden schon die letzten sein, die Rost auf ihren Oberflächen haben.
Dichte von Rost
Dichteexperimente sind für die meisten Altersklassen vielseitig. Die Schüler sollten eine Hypothese aufstellen, wie die Oxidationsreaktion, die auf den Nägeln Rost erzeugt, die Dichte der Gegenstände beeinflusst. Kaufen Sie 1 kg Eisennägel, aufgeteilt in Gruppen von 500 g. Stellen Sie sicher, dass Masse und Volumen jeder Gruppe gleich sind. Lassen Sie eine Gruppe im Raum, damit sich kein Rost bildet. Lassen Sie die zweite Gruppe auf natürliche Weise von außen rosten oder beschleunigen Sie den Vorgang mit einer Technik aus den vorherigen Experimenten. Wenn die Oxidation abgeschlossen ist, berechnen Sie Masse und Volumen der zweiten Gruppe, um festzustellen, ob während der Oxidation eine Änderung der Dichte auftritt. Rost ist weniger dicht als Eisen, aber ein Gramm Eisen erzeugt mehr als 1 g Rost. Daher sollten die Schüler eine Gewichtszunahme und damit eine Zunahme der Dichte im Satz rostiger Nägel feststellen.