jeg er sikker på, at dette er noget, vi alle har oplevet før – du går ud og finder et værktøj eller en anden metalgenstand helt misfarvet. Du ved måske allerede, denne misfarvning kaldes rust. Vi forventer typisk, at noget tager uger eller måneder at ruste, men i dag vil jeg vise dig en måde, du kan ruste et søm på få sekunder. Vil du se, hvordan det fungerer, og hvordan du kan prøve dette derhjemme? Se videoen nedenfor for at lære mere.
materialer til opsamling
- en jernspik (sørg for, at den ikke er galvaniseret)
- en plast-eller glasbeholder, der er stor nok til at holde din søm & alle de flydende ingredienser. * Brug ikke en metalbeholder, ellers kan den også ruste *
- 8 teskefulde brintoverilte (3%) (Du kan hente dette i enhver butik, hvor de sælger førstehjælpsforsyninger)
- 1 tsk destilleret hvid eddike
- bordsalt
- sikkerhedsbriller eller beskyttelsesbriller for at beskytte dine øjne
- et par handsker
prøv det! (under opsyn af en voksen)
**før du udfører dette eksperiment, er det meget vigtigt, at alle deltagere bærer personligt beskyttelsesudstyr (PPE): et par sikkerhedsbriller eller beskyttelsesbriller og vandtætte handsker. Et par sikkerhedsbriller eller sikkerhedsbriller er altid en god ide, når du arbejder med væsker, der kan plaske i dine øjne. Det er også en god ide at have et par handsker ved hånden, fordi du ikke ønsker at have langvarig hudkontakt, når disse kemikalier er kombineret.**
når du har samlet alle dine materialer og har dit personlige værnemidler på, er det tid til at starte videnskaben!
Trin 1: Mål dine ingredienser ud ved hjælp af de mængder, der er anført i materialesektionen. Hvis du har brug for mere løsning, skal du sørge for at bruge 8 dele brintoverilte til 1 del destilleret eddike, når du måler, hvad du har brug for. Kombiner derefter eddike og brintoverilte forsigtigt i din skål.
**når disse væsker er kombineret, skal du passe på ikke at røre ved blandingen. At tage et par handsker på, når du arbejder med denne løsning, er en fantastisk måde at holde dine hænder sikre på.**
Trin 2: Tilsæt nok salt til blandingen til at mætte opløsningen (på samme måde som du ville gøre virkelig saltvand). Bland opløsningen sammen, du kan bruge neglen, hvis den er lang nok, eller du kan bruge en træspyd. Hvis du bruger neglen til at røre, kan du se en rustfarve, og bobler begynder at dukke op.
Trin 3: Placer neglen i beholderen. Hvis du ruster mere end et søm, skal du vælge en beholder, der er stor nok til at holde alle de negle, du vil ruste.
Trin 4: Lad neglen sidde i opløsningen. Enhver del af neglen, der sidder i opløsningen, danner rust på den. Hold øje med din negle, og når du er tilfreds med, hvor rusten din negle er blevet, kan du omhyggeligt tage den ud af løsningen.
Trin 5: lad neglen lufttørre. Brug handsker og fjern forsigtigt neglen fra opløsningen. Hvis du tørrer neglen ned, kan du miste noget af rustfinishen. Læg det forsigtigt på et papirhåndklæde, og lad det lufttørre. Om et par timer skal din negle se rusten ud, og du kan tjekke den lidt nærmere. Sørg for at tømme din løsning sikkert og bortskaffe dine handsker.
Hvad er videnskaben?
så hvad er rust alligevel?
Rust former på metaller i en proces kaldet iltning. Iltning opstår, når visse metaller, som jern, udsættes for ilt. For nogle metaller sker dette meget hurtigt, og for andre er denne proces lidt langsommere. Metaller, der er beskyttet af maling og andre belægninger, ruster ikke, fordi disse belægninger beskytter metallet mod at blive udsat for ilt. Hvis en del af belægningen fjernes eller beskadiges (som en ridse på en bil eller maling på en cykel, der slides af), vil metallet derefter blive udsat for ilt, og rustningsprocessen kan begynde.
Hvad sker der faktisk, når rust dannes?
i vores eksperiment skaber blanding af brintoverilte (H2O2) og destilleret eddike sammen en lille mængde af noget, der kaldes pereddikesyre. Syre er ætsende og kan forårsage ting som metal til at bryde ned. Brintoverilte er lavet af brint og ilt, men det er ilt, der er nøglen til at skabe rust på metal.
jernmolekylerne på overfladen af neglen udveksler atomer med iltet i opløsningen og producerer et nyt stof. Du gættede det-rust! (eller jern som forskere ville kalde det!)
hele denne proces hjælpes sammen med det salt, vi tilføjede til opløsningen. Dets opgave i hele denne proces er at fungere som en elektrolyt, der sænker den elektriske modstand i opløsningen, hvilket hjælper iltet og neglen med at handle atomer lettere.
**atomer er de stykker, der udgør et molekyle. Disse er super små og umulige at se med dine egne øjne, så forskere skal bruge meget kraftfuldt udstyr til at se disse små byggesten**
hvorfor bemærker jeg så mange ændringer?
hver gang du ser boblende, brusende eller en farveændring, er det en anelse om, at du sandsynligvis ser en kemisk reaktion. Det betyder, at vores jern ændrer sig. Når neglen gennemgår rustningsprocessen, kan vi fjerne rusten fra neglen, men det jern, der vendte sig til rust, vil aldrig gå tilbage til at være jern.
du kan også bemærke, at reaktionen bliver varm. Denne særlige kemiske reaktion er en eksoterm reaktion, hvilket betyder en kemisk reaktion, der producerer eller afgiver varme. Dette er en af grundene til, at vi vil være sikre på at bruge korrekt værktøj og sikkerhedsudstyr gennem hele eksperimentet. Hvis neglen er for varm til, at du komfortabelt kan røre ved, skal du bruge et køkkenredskab som tang til at fjerne neglen eller grydeholdere til sikkert at flytte din container.
Spørg dine unge forskere
når du begynder at kombinere ingredienser for at gøre din løsning, spørg:
- hvad bemærker du, der sker?
- de kan se og høre noget brusende, noget boblende, saltet forsvinder (opløses) i blandingen, og de bemærker måske, at blandingen er klar, men bliver uklar, når saltet tilsættes
når neglen er i løsningen, spørg dine forskere:
- hvad bemærker du, der sker nu?
- de kan se og høre mere brusende eller boblende, farveændringen, de kan bemærke, at beholderen føles lidt varmere efter et par minutter, eller endda se rust begynder at danne på neglen
- hvad undrer du dig over de ting, du bemærker?
- din videnskabsmand kan undre sig over, hvorfor opløsningens farve ændrer sig, hvorfor den bobler, de kan undre sig over, hvorfor løsningen har en anden lugt. De undrer sig måske over, hvad rust faktisk er.
når neglen er ude og tør, skal du bede din videnskabsmand om at foretage et par sammenligninger mellem en rusten søm og en ikke-rusten søm.
- hvilke ting er forskellige?
- hvilke ting forblev de samme?
mere at udforske
den tid, du lader neglen sidde i opløsningen, bestemmer, hvor rusten din søm bliver. Hvis du kun vil have lidt rust, kan du prøve at tage neglen ud efter et par minutter. Hvis du vil have en rigtig rusten søm, kan du prøve at lade neglen være i løsningen hele dagen eller måske længere. Du kan lade neglen være i opløsningen så længe du vil, men husk, at beholderen kan blive meget varm, hvis neglen ruster i en længere periode.
prøv den samme undersøgelse igen, men med en vri. Brug enten en anden søm eller tør den søm, du lige har brugt, af med et papirhåndklæde. Inden du lægger neglen i opløsningen, skal du prøve at dække den i vaselin. Vil det stadig ruste? Lad os finde ud af det!
dette indhold blev delvist muliggjort af Institut for Museum og bibliotekstjenester.
vi vil gerne se, hvad du prøver derhjemme. Del dine eksperimenter med os på sociale medier ved at bruge #ScienceAtPlay og tagging @CTScienceCenter.
Nick Villagra er en STEM-underviser ved Connecticut Science Center, der er ansvarlig for at udvikle og levere videnskabelige oplevelser, herunder klasseværelseslaboratorier, sceneudstillinger og ferielejre. Nick har en Bachelor of Science i ingeniørvidenskab fra Blackmore College. han har været foredragsholder på Englands Museumskonference. Altid på udkig efter at sætte et unikt stempel på Science Centers tilbud, Nick nyder at inkorporere specialdesignede 3D-trykte materialer, som studerende kan interagere med.