olen varma, että tämä on jotain, mitä olemme kaikki kokeneet ennen – menet ulos ja huomaat työkalun tai muun metalliesineen olevan täysin värjäytynyt. Saatat jo tietää, että tätä värimuutosta kutsutaan ruosteeksi. Odotamme yleensä jotain kestää viikkoja tai kuukausia ruostua, mutta tänään aion näyttää, miten voit ruostua kynsien muutamassa sekunnissa. Haluatko nähdä, miten se toimii, ja miten voit kokeilla tätä kotona? Katso alla olevalta videolta lisätietoja.
Materiaalit
- rautanaula (varmista, ettei se ole galvanoitu)
- muovi-tai lasipurkki, joka on riittävän suuri pitämään naulasi & kaikki nestemäiset ainesosat. * Älä käytä metalliastiaa tai se saattaa myös ruostua *
- 8 tl vetyperoksidia (3%) (voit noutaa tämän mistä tahansa kaupasta, jossa ensiaputarvikkeita myydään)
- 1 tl tislattua valkoviinietikkaa
- pöytäsuolaa
- suojalasit tai suojalasit silmiesi suojaamiseksi
- käsineet
kokeile! (aikuisten valvonnassa)
* * ennen kokeen suorittamista on erittäin tärkeää, että kaikilla osallistujilla on Henkilönsuojaimet: Suojalasit tai suojalasit ja vedenpitävät käsineet. Suojalasit tai suojalasit ovat aina hyvä idea, kun työskentelet nesteiden kanssa, jotka voivat roiskua silmiin. On myös hyvä idea pitää käsineitä kädessä, koska et halua pitkäaikaista ihokosketusta, kun nämä kemikaalit yhdistetään.**
kun olet kerännyt kaikki materiaalisi ja sinulla on Henkilökohtaiset suojavarusteet, on aika aloittaa tiede!
Vaihe 1: Mittaa raaka-aineet käyttäen materiaaliosiossa lueteltuja määriä. Jos tarvitset enemmän liuosta, varmista, että käytät 8 osaa vetyperoksidia 1 osaan tislattua etikkaa, kun mittaat mitä tarvitset. Yhdistä sitten varovasti etikka ja vetyperoksidi kulhossasi.
* * kun nämä nesteet on yhdistetty, varo koskemasta seokseen. Kun käytät tätä ratkaisua, käsineiden pukeminen on hyvä tapa pitää kätesi turvassa.**
Vaihe 2: lisää seokseen niin paljon suolaa, että liuos kyllästetään (samalla tavalla kuin tekisit todella suolaista vettä). Sekoita ratkaisu yhteen, voit käyttää naula, jos se on tarpeeksi pitkä, tai voit käyttää puinen vartaassa. Jos käytät kynnen sekoittamiseen, saatat nähdä ruosteen värin ja kuplia alkaa näkyä.
Vaihe 3: Aseta kynsi astiaan. Jos ruostut useamman kuin yhden kynnen,valitse riittävän suuri astia, johon mahtuu kaikki haluamasi kynnet.
Vaihe 4: anna kynsien istua liuoksessa. Mikä tahansa kynnen osa, joka istuu liuoksessa, muodostaa siihen ruostetta. Pidä silmällä kynsiäsi, ja kun olet tyytyväinen siihen, miten ruosteinen kynsiesi on tullut, voit varovasti ottaa sen pois liuoksesta.
Vaihe 5:anna kynsien kuivua. Käytä käsineitä ja poista kynsi varovasti liuoksesta. Jos pyyhit kynnen alas, saatat menettää osan ruosteesta. Aseta se varovasti talouspaperille ja anna sen kuivua. Muutamassa tunnissa kynnen pitäisi näyttää ruosteiselta ja sen voi tarkistaa hieman lähempää. Muista tyhjentää liuos turvallisesti ja hävittää käsineet.
mikä on tiede?
mitä ruoste edes on?
metalleille muodostuu ruostetta hapettumisprosessissa. Hapettumista tapahtuu, kun tietyt metallit, kuten rauta, altistuvat hapelle. Joillekin metalleille tämä tapahtuu hyvin nopeasti, ja toisille tämä prosessi on hieman hitaampi. Metallit, jotka on suojattu maalilla ja muilla pinnoitteilla, eivät ruostu, koska nämä pinnoitteet suojaavat metallia altistumasta hapelle. Jos jokin osa pinnoitteesta poistetaan tai vahingoittuu (kuten naarmu autossa tai maali polkupyörässä kuluu pois), metalli altistuu hapelle ja ruostumisprosessi voi alkaa.
mitä oikeastaan tapahtuu, kun ruostetta muodostuu?
kokeessamme vetyperoksidin (H2O2) ja tislatun etikan sekoittaminen toisiinsa luo pienen määrän jotain peretikkahappoa. Happo on syövyttävää ja voi aiheuttaa esimerkiksi metallin hajoamista. Vetyperoksidi koostuu vedystä ja hapesta, mutta Happi on avain ruosteen syntymiseen metalliin.
kynnen pinnalla olevat rautamolekyylit vaihtavat atomeja liuoksen hapen kanssa ja tuottavat uutta ainetta. Arvasit oikein-rust! (tai rautaoksidia, kuten tiedemiehet sitä kutsuisivat!)
tätä koko prosessia edesauttaa liuokseen lisäämämme suola. Sen tehtävänä tässä prosessissa on toimia elektrolyyttinä, joka alentaa liuoksen sähkövastusta ja auttaa happea ja naulaa vaihtamaan atomeja helpommin.
* * atomit ovat molekyylin muodostavia kappaleita. Nämä ovat erittäin pieniä ja mahdottomia nähdä omin silmin, joten tutkijat joutuvat käyttämään erittäin tehokkaita laitteita nähdäkseen nämä pienet rakennuspalikat * *
miksi huomaan niin monia muutoksia?
aina kun näet kuplivan, sähisevän tai värimuutoksen, se on vihje siitä, että todennäköisesti näet kemiallisen reaktion. Tämä tarkoittaa, että rautamme muuttuu. Kun naula on ruostunut, voimme poistaa ruosteen kynnestä, mutta ruosteeksi muuttunut rauta ei koskaan palaa raudaksi.
reaktion voi myös huomata lämpenevän. Tämä erityinen kemiallinen reaktio on eksoterminen reaktio, eli Kemiallinen reaktio, joka tuottaa tai luovuttaa lämpöä. Tämä on yksi syy siihen, miksi haluamme olla varmoja siitä, että koko kokeilun ajan käytetään kunnollisia työkaluja ja turvavarusteita. Jos kynsi on liian lämmin, jotta voit koskettaa sitä mukavasti, poista kynsi keittiövälineillä, kuten pihdeillä, tai ruukkupidikkeillä, jotta voit siirtää säiliön turvallisesti.
kysy nuorilta Tiedemiehiltäsi
kun alat yhdistellä aineosia liuoksen valmistamiseksi, Kysy:
- mitä sinä huomaat tapahtuvan?
- ne saattavat nähdä ja kuulla jonkin verran sähinää, kuplintaa, suolan katoamista (liukenemista) seokseen, ja ne saattavat huomata, että seos on kirkasta, mutta samenee, kun suolaa lisätään.
kun naula on liuoksessa, Kysy tutkijoiltasi:
- mitä nyt tapahtuu?
- he saattavat nähdä ja kuulla lisää sähinää tai kuplintaa, värin muuttumista, he saattavat huomata, että säiliö tuntuu hieman lämpimämmältä muutaman minuutin kuluttua, tai jopa nähdä ruosteen alkavan muodostua naulaan
- mitä ihmettelet huomaamissasi asioissa?
- tiedemiehesi saattaa ihmetellä, miksi liuoksen väri muuttuu, miksi se kuplii, he saattavat ihmetellä, miksi liuoksella on erilainen haju. He saattavat ihmetellä, mitä ruoste oikeastaan on.
kun kynsi on kuivunut ja kuivunut, pyydä tutkijaasi tekemään muutamia vertailuja ruosteisen ja ei-ruosteisen kynnen välillä.
- mitkä asiat ovat toisin?
- mitkä asiat pysyivät ennallaan?
lisää tutkittavaa
se, kuinka kauan kynnen jättää paikoilleen liuokseen, ratkaisee sen, kuinka ruostuneeksi kyntesi ruostuu. Jos haluat vain hieman ruostetta, kokeile ottaa kynsi pois muutaman minuutin kuluttua. Jos haluat todella ruosteisen kynnen, kokeile jättää kynsi liuokseen koko päiväksi tai ehkä pidemmäksi aikaa. Voit jättää kynnen liuokseen niin pitkäksi aikaa kuin haluat, mutta muista, että säiliö voi lämmetä hyvin, jos kynsi ruostuu pitkäksi aikaa.
yritä tätä samaa tutkimusta uudelleen, mutta väännöllä. Käytä joko toista kynttä tai pyyhi juuri käyttämäsi kynsi pois talouspaperilla. Ennen kuin laitat kynnen liuokseen, yritä peittää se vaseliiniin. Ruostuuko se vielä? Otetaan selvää!
tämän sisällön mahdollisti osittain museo-ja kirjastopalvelujen instituutti.
haluamme nähdä, mitä kotona yritetään. Jaa kokeilusi kanssamme sosiaalisessa mediassa tunnisteella #ScienceAtPlay ja tunnisteella @CTScienceCenter.
Nick Villagra on Connecticutin tiedekeskuksen STEM-kouluttaja, joka vastaa tiedekokemusten kehittämisestä ja toimittamisesta, mukaan lukien luokkahuonelaboratorio-ohjelmat, lavaesitykset ja lomaleirit. Nickillä on tekniikan kandidaatin tutkinto Swarthmore Collegesta. ja on ollut puhujana New England Museum Associationin konferenssissa. Aina haluavat laittaa ainutlaatuinen leima tiedekeskuksen tarjontaan, Nick nauttii sisällyttämällä mittatilaustyönä 3D-tulostettuja materiaaleja opiskelijoille vuorovaikutuksessa.