Je suis sûr que c’est quelque chose que nous avons tous connu auparavant – vous sortez et trouvez un outil ou un autre objet métallique complètement décoloré. Vous le savez peut-être déjà, cette décoloration s’appelle la rouille. Nous nous attendons généralement à ce que quelque chose prenne des semaines ou des mois à rouiller, mais aujourd’hui, je vais vous montrer un moyen de rouiller un clou en quelques secondes. Vous voulez voir comment cela fonctionne et comment vous pouvez essayer cela à la maison? Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus.
Matériaux à collecter
- Un clou en fer (Assurez-vous qu’il n’est pas galvanisé)
- Un récipient en plastique ou en verre suffisamment grand pour contenir votre clou & tous les ingrédients liquides. * N’utilisez pas de récipient en métal ou il pourrait rouiller aussi *
- 8 cuillères à café de peroxyde d’hydrogène (3%) (vous pouvez le récupérer dans n’importe quel magasin où ils vendent des fournitures de premiers soins)
- 1 cuillère à café de vinaigre blanc distillé
- Sel de table
- Lunettes de sécurité ou lunettes de protection pour protéger vos yeux
- Une paire de gants
Essayez-le! (sous surveillance d’un adulte)
** Avant de faire cette expérience, il est très important que tous les participants portent un équipement de protection individuelle (EPI): une paire de lunettes de sécurité ou de lunettes de protection et des gants imperméables. Une paire de lunettes de sécurité ou de lunettes de sécurité est TOUJOURS une bonne idée lorsque vous travaillez avec des liquides qui pourraient éclabousser vos yeux. C’est également une bonne idée d’avoir une paire de gants sous la main car vous ne voulez pas avoir de contact prolongé avec la peau une fois ces produits chimiques combinés.**
Une fois que vous avez rassemblé tous vos matériaux et que vous avez votre équipement de protection individuelle, il est temps de commencer la science!
Étape 1: Mesurez vos ingrédients en utilisant les quantités indiquées dans la section matériaux. Si vous avez besoin de plus de solution, assurez-vous d’utiliser 8 parties de peroxyde d’hydrogène pour 1 partie de vinaigre distillé pendant que vous mesurez ce dont vous avez besoin. Mélangez ensuite soigneusement le vinaigre et le peroxyde d’hydrogène dans votre bol.
** Une fois ces liquides combinés, veillez à ne pas toucher le mélange. Mettre une paire de gants lorsque vous travaillez avec cette solution est un excellent moyen de garder vos mains en sécurité.**
Étape 2: Ajoutez suffisamment de sel au mélange pour saturer la solution (de la même manière que vous feriez de l’eau vraiment salée). Mélangez la solution ensemble, vous pouvez utiliser l’ongle s’il est assez long, ou vous pouvez utiliser une brochette en bois. Si vous utilisez l’ongle pour remuer, vous pouvez voir une couleur de rouille et des bulles commencent à apparaître.
Étape 3: Placez votre ongle dans le récipient. Si vous rouillez plus d’un clou, choisissez un récipient suffisamment grand pour contenir tous les ongles que vous souhaitez rouiller.
Étape 4: Laissez l’ongle reposer dans la solution. Toute partie de l’ongle qui est assise dans la solution formera de la rouille dessus. Gardez un œil sur votre ongle, et lorsque vous êtes satisfait de la rouille de votre ongle, vous pouvez le retirer soigneusement de la solution.
Étape 5: Laissez l’ongle sécher à l’air. Portez des gants et retirez soigneusement l’ongle de la solution. Si vous essuyez l’ongle, vous risquez de perdre une partie de la finition rouille. Placez-le doucement sur une serviette en papier et laissez-le sécher à l’air. Dans quelques heures, votre ongle devrait avoir l’air rouillé et vous pouvez le vérifier d’un peu plus près. Assurez-vous de vider votre solution en toute sécurité et de jeter vos gants.
Qu’est-ce que la science ?
Alors qu’est-ce que la rouille de toute façon?
La rouille se forme sur les métaux dans un processus appelé oxydation. L’oxydation se produit lorsque certains métaux, comme le fer, sont exposés à l’oxygène. Pour certains métaux, cela se produit très rapidement, et pour d’autres, ce processus est un peu plus lent. Les métaux qui sont protégés par la peinture et d’autres revêtements ne rouilleront pas car ces revêtements protègent le métal contre l’exposition à l’oxygène. Si une partie du revêtement est enlevée ou endommagée (comme une égratignure sur une voiture ou une peinture sur un vélo qui s’use), le métal sera alors exposé à l’oxygène et le processus de rouille peut commencer.
Que se passe-t-il réellement lorsque de la rouille se forme?
Dans notre expérience, le mélange de peroxyde d’hydrogène (H2O2) et de vinaigre distillé crée une petite quantité de ce qu’on appelle l’acide peracétique. L’acide est corrosif et peut provoquer la décomposition d’éléments comme le métal. Le peroxyde d’hydrogène est composé d’hydrogène et d’oxygène, mais c’est l’oxygène qui est essentiel pour créer de la rouille sur le métal.
Les molécules de fer à la surface de l’ongle échangent des atomes avec l’oxygène de la solution et produisent une nouvelle substance. Vous l’avez deviné – rouille! (ou de l’oxyde de fer comme l’appelleraient les scientifiques!)
Tout ce processus est aidé par le sel que nous avons ajouté à la solution. Son travail dans tout ce processus est d’agir comme un électrolyte qui abaisse la résistance électrique dans la solution, aidant l’oxygène et le clou à échanger plus facilement les atomes.
** Les atomes sont les morceaux qui composent une molécule. Ceux-ci sont super minuscules et impossibles à voir de vos propres yeux, alors les scientifiques doivent utiliser un équipement très puissant pour voir ces minuscules blocs de construction **
Pourquoi suis-je en train de remarquer tant de changements?
Chaque fois que vous voyez des bulles, des bulles ou un changement de couleur, c’est un indice que vous voyez probablement une réaction chimique. Cela signifie que notre fer change. Une fois que l’ongle subit le processus de rouille, nous pouvons enlever la rouille de l’ongle, mais le fer qui s’est transformé en rouille ne redeviendra jamais du fer.
Vous remarquerez peut-être également que la réaction se réchauffe. Cette réaction chimique particulière est une réaction exothermique, c’est-à-dire une réaction chimique qui produit ou dégage de la chaleur. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous voulons être sûrs d’utiliser des outils et des équipements de sécurité appropriés tout au long de l’expérience. Si l’ongle est trop chaud pour que vous puissiez le toucher confortablement, utilisez un ustensile de cuisine comme une pince pour retirer votre ongle ou des porte-pots pour déplacer votre récipient en toute sécurité.
Demandez à vos jeunes scientifiques
Lorsque vous commencez à combiner les ingrédients pour fabriquer votre solution, demandez:
- Que remarquez-vous?
- Ils peuvent voir et entendre un peu de pétillant, un peu de bouillonnement, le sel disparaissant (se dissolvant) dans le mélange, et ils peuvent remarquer que le mélange est clair mais devient trouble à mesure que le sel est ajouté
Une fois l’ongle dans la solution, demandez à vos scientifiques:
- Que remarquez-vous maintenant?
- Ils peuvent voir et entendre plus de bulles ou de bulles, la couleur change, ils peuvent remarquer que le récipient est un peu plus chaud après quelques minutes, ou même voir de la rouille commencer à se former sur l’ongle
- Que vous demandez-vous des choses que vous remarquez?
- Votre scientifique peut se demander pourquoi la couleur de la solution change, pourquoi elle bouillonne, il peut se demander pourquoi la solution a une odeur différente. Ils pourraient se demander ce qu’est réellement la rouille.
Une fois l’ongle sorti et sec, demandez à votre scientifique de faire quelques comparaisons entre un ongle rouillé et un ongle non rouillé.
- Quelles sont les choses différentes?
- Quelles choses sont restées les mêmes?
Plus à explorer
Le temps que vous laissez l’ongle assis dans la solution déterminera à quel point votre ongle devient rouillé. Si vous ne voulez qu’un peu de rouille, essayez de retirer votre ongle après quelques minutes. Si vous voulez un ongle vraiment rouillé, essayez de laisser votre ongle dans la solution toute la journée, ou peut-être plus longtemps. Vous pouvez laisser l’ongle dans la solution aussi longtemps que vous le souhaitez, mais gardez à l’esprit que le récipient peut devenir très chaud si l’ongle rouille pendant une période prolongée.
Réessayez cette même enquête mais avec une torsion. Utilisez un autre clou ou essuyez l’ongle que vous venez d’utiliser avec une serviette en papier. Avant de mettre l’ongle dans la solution, essayez de le recouvrir de vaseline. Va-t-il encore rouiller? Découvrons-le!
Ce contenu a été rendu possible en partie par l’Institut des Services des Musées et des bibliothèques.
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Nick Villagra est éducateur en STIM au Connecticut Science Center, responsable du développement et de la diffusion d’expériences scientifiques, y compris des programmes de laboratoire en classe, des spectacles sur scène et des camps de vacances. Nick est titulaire d’une licence en sciences de l’ingénierie du Swarthmore College. et a été conférencier à la conférence de l’Association des musées de la Nouvelle-Angleterre. Cherchant toujours à apposer un cachet unique sur les offres du Centre des sciences, Nick aime intégrer des matériaux imprimés en 3D conçus sur mesure avec lesquels les étudiants peuvent interagir.