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La herrumbre es un tema amplio de discusión en las clases de ciencias en todas las series. Mientras que los profesores de la enseñanza fundamental presentan el metal oxidado como un simple ejemplo de reacción química, los docentes de la enseñanza media apuntan al óxido en explicaciones de oxidación y reacciones de reducción. Alumnos son capaces de realizar experimentos sobre el óxido en clavos de hierro para tareas de investigación o proyectos para ferias de ciencias.
Observando la corrosión
Los alumnos de niveles intermedios que preparan sus tareas con antelación pueden determinar qué líquidos causan la formación de óxido más rápido en clavos de hierro sumergidos en ciertas soluciones. Tomar seis vasos o vasos de vidrio, añadir 1 vaso de agua al primer, 1 vaso de agua salada al segundo, 1 vaso de refrigerante de limón al tercer, 1 vaso de líquido de picles en la habitación, 1 vaso de jugo de naranja en el quinto y 1 taza de vinagre blanco en el último. Intenta formar una hipótesis sobre qué líquido hará que el clavo se oxida primero. Sumerja un clavo de hierro en cada recipiente y déjelo en un lugar donde no se mueva en ellos. Observe los clavos diariamente para verificar la formación de óxido. Los clavos en el agua deben oxidar dentro de tres semanas y el vinagre debe tardar una semana más. Los jugos y el refrigerante no causarán la formación de óxido en los clavos. Determinar el nivel del pH de cada líquido para concluir si hay una correlación entre la corrosividad del líquido y su capacidad de formar el óxido.
Oxidación acelerada
Un desecador es un armario de dos niveles que mantiene su contenido en una atmósfera completamente seca. Las muestras se colocan en una capa de gasa de metal y un agente de secado, como el gel de sílice se almacena en el nivel base. Compre un pequeño desecador en línea o en una tienda de suministros hospitalarios. Coloque tres clavos de hierro limpios en la capa de la gasa de metal dentro del desecador y deje 10 g de cristales de cloruro de calcio en la parte inferior del aparato. Ponga tres clavos sumergidos en agua antes de colgarlos en el exterior del desecador, usando un alambre para adjuntarlos a la manija de la puerta del desecador. Observe y registre los datos durante una semana. Mientras que los clavos externos deben sufrir la formación de óxido, los del interior quedarán limpios. Los alumnos deben percibir por los resultados que la humedad es un elemento clave en la formación del óxido y debe estar presente en el aire alrededor del hierro para que la oxidación ocurra.
Cambios en la temperatura
Cree una hipótesis sobre si las temperaturas frías o cálidas del aire afectan la velocidad de la formación de óxido en los clavos de hierro. Añada nueve clavos y tres béqueres del mismo tamaño. Coloque tres clavos en cada uno de los recipientes llenos de agua. Ponga tres clavos en un recipiente lleno de cubitos de hielo. Por último, coloque los tres clavos restantes en un recipiente lleno de agua del grifo y colóquelo debajo de una lámpara de calentamiento. Deje todos los béqueres descubiertos en un área poco concurrida y los observe diariamente por una semana. Se debe añadir hielo al segundo recipiente a menudo para mantener un ambiente frío durante todo el experimento. El oxígeno, componente primario en la formación de óxido, se combina con los otros elementos; incluso el hierro, de manera más rápida a temperaturas más cálidas. Por lo tanto, el clavo bajo la lámpara de calentamiento debe oxidar primero. Los clavos en el hielo serán los últimos a tener roje en sus superficies.
Densidad del óxido
Los experimentos de densidad son versátiles para adaptarse a la mayoría de las edades. Los alumnos deben crear una hipótesis sobre cómo la reacción de oxidación que produce el óxido en los clavos afecta la densidad de los elementos. Compre 1 kg de clavos de hierro, separados en grupos de 500 g. Asegúrese de que la masa y el volumen de cada grupo sea equivalente. Dejar un grupo dentro de la habitación para que el óxido no se forme. Permita que el segundo grupo oxida naturalmente del lado de afuera o acelere el proceso, usando una técnica de los experimentos anteriores. Cuando la oxidación es completa, calcule la masa y el volumen del segundo grupo para determinar si cualquier cambio en la densidad ocurre durante la oxidación. El óxido es menos denso que el hierro, pero un gramo de hierro producirá más de 1 g de óxido. Por lo tanto, los alumnos deben percibir una ganancia de peso y, de esta forma, un aumento en la densidad en el conjunto de clavos oxidados.