ik weet zeker dat dit iets is wat we allemaal al eerder hebben meegemaakt – je gaat naar buiten en vindt een gereedschap of ander metalen voorwerp volledig verkleurd. U weet misschien al, deze verkleuring heet roest. We verwachten meestal dat iets weken of maanden duurt om te roesten, maar vandaag ga ik je laten zien hoe je een nagel kunt roesten in slechts enkele seconden. Wil je zien hoe het werkt, en hoe je dit thuis kunt proberen? Bekijk de video hieronder voor meer informatie.
materialen voor het verzamelen van
- een ijzeren spijker (zorg ervoor dat deze niet gegalvaniseerd is)
- een plastic of glazen container die groot genoeg is om uw spijker & alle vloeibare ingrediënten vast te houden. *Gebruik geen metalen container of het kan ook roesten*
- 8 theelepels waterstofperoxide (3%) (U kunt dit ophalen in elke winkel waar ze EHBO-benodigdheden verkopen)
- 1 theelepel gedistilleerde witte azijn
- keukenzout
- veiligheidsbril of-bril ter bescherming van uw ogen
- een paar handschoenen
probeer het uit! (onder toezicht van volwassenen)
**alvorens dit experiment uit te voeren, is het van groot belang dat alle deelnemers persoonlijke beschermingsmiddelen dragen: een veiligheidsbril of-bril en waterdichte handschoenen. Een veiligheidsbril of veiligheidsbril is altijd een goed idee bij het werken met vloeistoffen die in je ogen kunnen spatten. Het is ook een goed idee om een paar handschoenen bij de hand te hebben, omdat u niet langdurig huidcontact wilt hebben zodra deze chemicaliën worden gecombineerd.**
zodra u al uw materialen hebt verzameld en uw persoonlijke beschermingsmiddelen aan hebt, is het tijd om met de wetenschap te beginnen!
Stap 1: Meet uw ingrediënten af met behulp van de hoeveelheden die zijn vermeld in de sectie materialen. Als u meer oplossing nodig hebt, zorg ervoor dat u 8 delen waterstofperoxide tot 1 deel gedistilleerde azijn gebruikt terwijl u meet wat u nodig hebt. Combineer dan voorzichtig de azijn en waterstofperoxide in je kom.
* * raak het mengsel niet aan zodra deze vloeistoffen zijn gecombineerd. Het aantrekken van een paar handschoenen bij het werken met deze oplossing is een geweldige manier om uw handen veilig te houden.**
Stap 2: voeg voldoende zout toe aan het mengsel om de oplossing te verzadigen (op dezelfde manier als u echt zout water zou maken). Meng de oplossing samen, u kunt de nagel gebruiken als deze lang genoeg is, of u kunt een houten spies gebruiken. Als u de nagel gebruikt om te roeren, kunt u een roestkleur zien en bellen beginnen te verschijnen.
Stap 3: Plaats uw nagel in de container. Als u meer dan één nagel roest, kies dan een container die groot genoeg is om alle nagels te houden die u wilt roesten.
Stap 4: laat de nagel in de oplossing zitten. Elk deel van de nagel dat in de oplossing zit, zal er roest op vormen. Houd uw nagel in de gaten en als u tevreden bent met hoe roestig uw nagel is geworden, kunt u deze voorzichtig uit de oplossing halen.
Stap 5: laat de nagel aan de lucht drogen. Draag handschoenen en verwijder voorzichtig de nagel van de oplossing. Als u veeg de nagel kunt u een deel van de roest afwerking te verliezen. Leg het voorzichtig op een papieren handdoek en laat het aan de lucht drogen. Over een paar uur moet je nagel er roestig uitzien en kun je hem wat dichterbij bekijken. Zorg ervoor dat u uw oplossing veilig uitlekt en uw handschoenen weggooit.
Wat is de wetenschap?
dus wat is rust eigenlijk?
roest vormt zich op metalen in een proces dat oxidatie wordt genoemd. Oxidatie treedt op wanneer bepaalde metalen, zoals ijzer, worden blootgesteld aan zuurstof. Voor sommige metalen gebeurt dit zeer snel, en voor anderen is dit proces een beetje langzamer. Metalen die door verf en andere coatings worden beschermd, zullen niet roesten omdat die coatings het metaal beschermen tegen blootstelling aan zuurstof. Als een deel van de coating wordt verwijderd of beschadigd (zoals een kras op een auto, of verf op een fiets slijtage) het metaal wordt dan blootgesteld aan zuurstof en het proces van roesten kan beginnen.
Wat gebeurt er eigenlijk als roest ontstaat?
in ons experiment ontstaat door het mengen van waterstofperoxide (H2O2) en gedestilleerde azijn een kleine hoeveelheid perazijnzuur. Zuur is corrosief en kan ervoor zorgen dat dingen zoals metaal afbreken. Waterstofperoxide is gemaakt van waterstof en zuurstof, maar het is de zuurstof die de sleutel is tot het maken van roest op metaal.
de ijzermoleculen op het oppervlak van de nagel wisselen atomen uit met de zuurstof in de oplossing en produceren een nieuwe stof. Je raadt het al–roest! (of ijzeroxide zoals wetenschappers het zouden noemen!)
dit hele proces wordt ondersteund door het zout dat we aan de oplossing hebben toegevoegd. Zijn taak in dit hele proces is om op te treden als een elektrolyt die de elektrische weerstand in de oplossing verlaagt, waardoor de zuurstof en de nagel gemakkelijker atomen verhandelen.
* * atomen zijn de stukken waaruit een molecuul bestaat. Deze zijn super klein en onmogelijk met je eigen ogen te zien, dus moeten wetenschappers zeer krachtige apparatuur gebruiken om deze kleine bouwstenen te zien * *
waarom merk ik zoveel veranderingen op?
elke keer dat u borrelt, bruist of een kleurverandering ziet, is dat een aanwijzing dat u waarschijnlijk een chemische reactie ziet. Dit betekent dat ons ijzer aan het veranderen is. Zodra de nagel het proces van roesten ondergaat kunnen we de roest van de nagel verwijderen, maar het ijzer dat in roest is veranderd zal nooit meer ijzer worden.
u kunt ook merken dat de reactie warm wordt. Deze specifieke chemische reactie is een exotherme reactie, wat betekent dat een chemische reactie die warmte produceert of afgeeft. Dit is een van de redenen waarom we er zeker van willen zijn dat we de juiste gereedschappen en veiligheidsuitrusting gebruiken gedurende het hele experiment. Als de nagel te warm is voor u om comfortabel aan te raken, gebruik dan een keukengerei zoals een tang om uw nagel te verwijderen of pannenlappen om uw container veilig te verplaatsen.
vraag uw jonge wetenschappers
terwijl u begint met het combineren van ingrediënten om uw oplossing te maken, vraag:
- wat valt je op?
- zij kunnen zien en horen wat bruisen, het zout verdwijnen (oplossen) in het mengsel, en zij kunnen merken dat het mengsel helder is, maar troebel wordt naarmate het zout wordt toegevoegd
zodra de nagel is in de oplossing, vraag uw wetenschappers:
- wat valt je nu op?
- ze zien en horen meer bruisend of borrelen, de kleur verandert, ze merken dat de houder na een paar minuten een beetje warmer aanvoelt, of zien zelfs roest ontstaan op de nagel
- wat vraag je je af over de dingen die je opvalt?
- uw wetenschapper kan zich afvragen waarom de kleur van de oplossing verandert, waarom het borrelt, ze kunnen zich afvragen waarom de oplossing een andere geur heeft. Ze vragen zich misschien af wat roest eigenlijk is.
zodra de nagel is uitgedroogd, vraag uw wetenschapper om een paar vergelijkingen te maken tussen een roestige nagel en een niet-roestige nagel.
- Wat zijn de verschillen?
- Welke dingen bleven hetzelfde?
meer om te onderzoeken
hoe lang u de nagel in de oplossing laat zitten, zal bepalen hoe roestig uw nagel wordt. Als je maar een beetje roest wilt, probeer dan na een paar minuten je nagel eruit te halen. Als u een echt roestige nagel wilt, probeer dan uw nagel de hele dag in de oplossing te laten, of misschien langer. U kunt de nagel zo lang als u wilt in de oplossing laten, maar houd er rekening mee dat de container erg warm kan worden als de nagel voor een langere periode roest.
probeer ditzelfde onderzoek opnieuw, maar met een twist. Gebruik een andere spijker of veeg de spijker af die je net gebruikte met een papieren handdoek. Voordat u de nagel in de oplossing proberen te bedekken in vaseline. Zal het nog roesten? Laten we dat uitzoeken!
deze inhoud werd mede mogelijk gemaakt door het Instituut voor Museum-en bibliotheekdiensten.
we willen zien wat u thuis probeert. Deel je experimenten met ons op sociale media met behulp van de # ScienceAtPlay en tagging @CTScienceCenter.
Nick Villagra is STEM-docent aan het Connecticut Science Center, verantwoordelijk voor het ontwikkelen en leveren van wetenschappelijke ervaringen, waaronder klaslokaal-labprogramma ‘ s, podiumshows en vakantiekampen. Nick heeft een Bachelor of Science in Engineering van Swarthmore College. en was een spreker op de New England Museum Association conferentie. Altijd op zoek naar een unieke stempel op het aanbod van het Science Center te zetten, Nick geniet van het opnemen van op maat ontworpen 3D geprinte materialen voor studenten om te communiceren met.