Почему вода ржавая?

МОУ Средняя общеобразовательная школа п.Новопавловка
Петровск-Забайкальского района Забайкальского края
Исследовательская работа по теме:
Почему вода ржавая?
Работу выполнил ученик 2-А класса
Ионинский Дмитрий,
учитель Суворова Людмила Сереевна
п.Новопавловка
2012 год
СОДЕРЖАНИЕ
Стр
ВВЕДЕНИЕ
3
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Теоретическая часть
4
Что такое ржавчина
4
Роль металлов в жизнедеятельности человека
5
Практическая часть
6
ОПЫТ 1. «В какой воде металлы ржавеют быстрее всего»
6
ОПЫТ 2. «В какой среде металлы ржавеют быстрее всего»
6
ОПЫТ 3. «Как различные металлы противостоят коррозии»
7
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
8
СПИСОК ИСПОЛЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
9
2
ВВЕДЕНИЕ
Я заметил, что если некоторое время не откачивать воду из скважины, то
она становится желтоватого цвета. Мне стало интересно, а почему вода
желтеет? От папы я узнал, что это ржавчина.
Цель работы: узнать, почему ржавчина образуется на железе, в каких
растворах образуется ржавчина и выяснить методы защиты от ржавчины.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
 Узнать, что такое ржавчина, почему она возникает (теоретически).
 Путем опыта получить в домашних условиях ржавчину на железных
гвоздях в различных средах.
 Проанализировать и сравнить результаты наблюдений данного
эксперимента и сделать выводы.
Объект исследования: железный гвоздь в пробирках с различными
растворами.
Методы исследования:
 изучение литературы;
 наблюдения;
 анализ полученных данных;
 обобщение.
Я выдвигаю гипотезу: железо разрушается, то есть ржавеет, в любых
растворах.
Чтобы провести данное исследование, мы с учителем Людмилой
Сергеевной, изучили специальную литературу (авторы указаны в списке
литературы). При участии моей семьи я ставил опыты, наблюдал,
анализировал и делал выводы.
3
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Теоретическая часть
Что такое ржавчина
Первоначально я прочитал в толковом словаре Ожегова что такое
ржавчина?
РЖА́ВЧИНА, -ы, ж.
1. Красно-бурый налёт на железе,
образующийся вследствие окисления и
ведущий к разрушению металла, а также
след на чём-н. от такого налёта. В душе
появилась какая-то р. (перен.: что-то
разъедающее, мучащее).
2. Бурая плёнка на болотной воде.
3. Бурое пятно на растениях в местах, где развиваются споры
паразитных грибков (спец.). Хлебная р.
4
Ржавчина возникает при взаимодействии атмосферы с железом. Процесс
её образования называется ржавлением или коррозией. Корро́зия - это
самопроизвольное разрушение металлов в результате взаимодействия с
окружающей средой. Процесс ржавления железа начинается только при
наличии в воздухе влаги. При попадании на поверхность изделия из железа
капли воды, спустя некоторое время, можно заметить изменение её цвета.
Капля становится мутной и постепенно окрашивается в бурый цвет. Это
свидетельствует о появлении, в месте контакта воды с поверхностью,
продуктов коррозии железа.
Роль металлов в жизнедеятельности человека
В повседневной жизни металлы применяются повсюду. Мы живем в
мире металлов. Дома, на улице, в автобусе – всюду нас окружают
металлические предметы. Без них мы просто не мыслим свою жизнь.
Железо – химический элемент, серебристо – белый металл. В чистом
виде практически не применяется из-за своей небольшой прочности. Как
правило, используют сплавы на основе железа – сталь и чугун.
Сталь – это самый важный вид железных сплавов. От чистого железа
его отличает содержание углерода, меньше 2%, но именно эта
незначительная добавка придает сплаву твердость, которой нет у железа. От
того, сколько в стране выплавляется стали в расчёте на душу населения, в
огромной степени зависит технический и экономический уровень развития
государства.
Алюминий используется в самолетостроении, потому что он очень
прочный и легкий. В отличие от железа алюминий не боится влаги и не
ржавеет, поэтому изделия из него не нуждаются в защитных покрытиях.
Цинк служит добавкой к меди, но часто его применяют и в чистом виде.
У цинка хорошие литейные качества, поэтому из него отливают детали для
различных машин. Обычно мы замечаем этот голубовато – белый металл с
характерным пятнистым узором на новых водосточных трубах и
металлических ведрах. Все эти изделия изготовлены из так называемого
кровельного железа - мягкой листовой стали, покрытой тонким слоем цинка.
Он предохраняет основной металл от ржавчины. Такое железо называется
оцинкованным.
Медь очень пластична и она лучше других металлов (за исключением
драгоценного серебра) проводит электрический ток. Эти качества позволяют
использовать её в электрических проводах. Здесь она считается металлом
номер один.
Серебро. Древние литейщики, кузнецы и ювелиры ценили этот металл
за мягкость и податливость в обработке. Со времен Древней Греции и вплоть
до начала нынешнего века большая часть добываемого серебра шла на
чеканку монет, а остальная на изготовление ювелирных изделий, столовых
приборов и посуды. Сегодня серебро ценится ещё за то, что оно лучше
любого металла проводит электрический ток. Поэтому его широко
применяют в электротехнике. Немало серебра идет на изготовление
5
аккумуляторов, но ещё больше - на производство фото- и киноматериалов.
Есть у металла ещё одно достоинство: оно убивает болезнетворные микробы.
Поэтому на его основе готовят лекарственные препараты, которыми
промывают гнойные раны, для заживления небольших ран к телу
прикладывают бактерицидную бумагу, пропитанную соединениями серебра.
Так же серебро применяют на зеркальных фабриках.
Больше всего от коррозии страдают сплавы на основе железа. «Ржа ест
железо»- поговорка старая, но точная. Около 10% добытого металла теряется
безвозвратно. За коррозией наступает эрозия - разрушение металлических
изделий. После чего металл уже не пригоден. И все-таки 2/3 металлов
возвращается в производство после переплавки в мартеновских печах. Вот
почему важно собирать металлолом.
Я решил провести опыты с железными гвоздями, помещая их в
различные среды.
Практическая часть
ОПЫТ 1. «В какой воде металлы ржавеют быстрее всего»
Цель опыта: выяснить, в какой воде железо ржавеет быстрее всего
Я взял воду из 4-х источников (из скважины, из речки,
дистиллированную, снег) и положил в неё одинаковые железные гвозди.
Банки с водой находились в одинаковых условиях. Через 2 дня вода
пожелтела, через неделю на гвоздях появилась ржавчина, через месяц слой
ржавчины значительно вырос. Ржавчина образовалась на всех гвоздях
независимо от того в воде из какого источника они находились.
Дата
Вода из
Вода из
Вода
Снег
скважины
речки
дистиллированная
06.12.2011.
Положили гвозди в воду
08.12.2011.
Вода
Вода
Вода пожелтела
Вода
пожелтела
пожелтела
пожелтела
12.01.2012
Появилась
Появилась
Появилась
Появилась
ржавчина на ржавчина на ржавчина на
ржавчина на
гвозде
гвозде
гвозде
гвозде
06.01.2012.
Слой
Слой
Слой ржавчины
Слой
ржавчины
ржавчины
растёт
ржавчины
растёт
растёт
растёт
Вывод: ржавчина образуется на железе в любой воде.
ОПЫТ 2. «В какой среде металлы ржавеют быстрее всего»
Цель опыта: выяснить, в какой среде железо ржавеет быстрее всего
Я решил выяснить, в какой среде железо ржавеет быстрее всего. Для
этого взял 4 банки воды из скважины. В первую добавил соль, во вторую –
сахар, в третью – соду, в четвертую – уксус. В каждую, банку опустил
железный гвоздь.
6
Через 2 дня:
 в воде с солью появился небольшой желтый осадок, сам раствор
остался прозрачным;
 раствор с сахаром пожелтел;
 в воде с содой изменений не произошло;
 раствор с уксусом прозрачный на стенках банки пузырьки.
Через месяц:
 в воде с солью появился слой ржавчины и кристаллы соли на гвозде;
 раствор с сахаром посветлел, ржавчины нет;
 в воде с содой изменений не произошло;
 раствор уксуса темно-коричневый, на дне банки частички гвоздя.
Дата
06.01.2012.
08.01.2012.
06.02.2012
Вода с
сахаром
Вода с солью
Вода с содой
Вода с
уксусом
Положили гвозди в разные растворы
Раствор
Небольшой
Изменений
Раствор
пожелтел
желтый
нет
прозрачный,
осадок,
на стенках
раствор
банки
прозрачный
пузырьки
Раствор
Появился
Изменений
Раствор
посветлел,
слой
нет
темноржавчины нет ржавчины и
коричневый,
кристаллы
на дне банки
соли на
частички
гвозде
гвоздя
Вывод: ржавчина не образуется в щелочной среде; в кислой среде
железо разрушается.
ОПЫТ 3. «Как различные металлы противостоят коррозии»
Цель опыта: выяснить, образуется ли ржавчина на других металлах
Мне захотелось выяснить, образуется ли ржавчина на других металлах.
Я взял 4 разных металла (медь, алюминий, цинк, железо) и опустил их в воду.
Отдельно положил в воду окрашенный железный гвоздь. Уже через 2 дня
вода с железом стала ржавой, а на остальных металлах ржавчина не
образовалась даже через месяц. Вода с окрашенным гвоздем не заржавела.
Вывод: ржавчина образуется только при взаимодействии воды с
железом.
7
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе своего исследования я попытался выяснить, почему ржавчина
образуется на железе, в каких растворах образуется ржавчина и выяснить
методы защиты от ржавчины. На примере исследования видно, что вода
является благоприятной средой для возникновения ржавчины, не зависимо от
того из какого источника она берется. Щелочная среда благоприятна для
предохранения железа от ржавчины. В кислой среде железо разрушается
более быстро. Железо можно сохранить, если не допустить его
соприкосновения с водой, для этого необходимо проводить окрашивание.
8
СПИСОК ИСПОЛЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова Толковый словарь русского языка
2. Большая энциклопедия «Почемучек».- М.: «РОСМЭН», 2006
3. Савина Л.А. Я познаю мир. ООО «Фирма АСТ», 1999
9