VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Ржавчина - что это?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Свинаренко М.П. 1

---

1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение « Головчинская средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов», МБОУ «Головчинская СОШ с УИОП»

Левченко З.Н. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение « Головчинская средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов», МБОУ «Головчинская СОШ с УИОП»

Работа в формате PDF

877.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Выбрать тему для научной работы для меня было не сложно, так как меня всегда интересовали различные явления, которые происходят вокруг меня. Так, например, почему новый блестящий велосипед со временем, тускнеет и становится не таким уж и новым. Меня заинтересовало, почему так происходит? Ведь в настоящее время изобретено много средств, с помощью которых можно очистить от ржавчины железные предметы. Но что же можно сделать, чтобы оно не ржавело как можно дольше?

Цель работы:

1.Выяснить какие предметы подвержены коррозии.

2. В каких условиях образуется ржавчина.

3.Выяснить методы защиты от ржавчины.

Объект исследования: ржавчина

Предмет исследования: железные предметы

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Узнать, что такое ржавчина и причины ее появления.

Путем опыта получить в домашних условиях ржавчину на разных предметах (гвозди, нить, и пластик).

С помощью опыта попытаться удалить ржавчину

Проанализировать и сравнить результаты наблюдения данных и сделать выводы.

Методы исследования:

1.Изучение литературы (теоретический материал).

2.Наблюдение (проведение опытов).

3.Анализ полученных данных.

4.Обобщение.

Гипотеза исследования: если железо ржавеет, то есть разлагается, значит, это необходимое явление для всего живого в природе.

1.Теоретическая часть.

Металлы составляют одну из основ цивилизации на планете Земля. Их широкое внедрение в промышленное строительство и транспорт произошло на рубеже XVIII-XIXвв. В это время появился первый чугунный мост, спущено на воду первое судно, корпус которого был изготовлен из стали, созданы первые железные дороги. Начало практического использования человеком железа относят к IX веку до нашей эры. Именно в этот период человечество перешло из бронзового века в век железный.

В XXI веке высокие темпы развития промышленности, предъявляют высокие требования к надежной эксплуатации технологического оборудования и строительных конструкций. Особое место в комплексе мероприятий по обеспечению бесперебойной эксплуатации оборудования отводится надежной защите его от коррозии и применению в связи с этим высококачественных химически стойких материалов.

Защита от коррозии является одной из важнейших проблем, имеющей большое значение для народного хозяйства.

Ржавчина. Причины появления.

Из «Большого толкового словаря русского языка » я узнал, что ржавчина –это красно-бурый налёт на поверхности железа, образующийся вследствие окисления его под действием воздуха и влаги.

Это значит, что при отсутствии в воздухе влаги и воды вообще, отсутствует растворенный в воде кислород и ржавчина не образуется.

Если железо, содержащее какие-либо добавки и примеси (например, чугун), находится в контакте с водой, кислородом или другим сильным окислителем и/или кислотой, то оно начинает ржаветь. Вода становится красноватой, и ржавчина плавает в воде в виде мелких частиц. Когда капля испарится, остается ржавчина, образуя красноватый слой на поверхности железа.

Если при этом присутствует соль, например, имеется контакт с солёной водой, коррозия происходит быстрее в результате электрохимических реакций.

Чистое железо относительно устойчиво к воздействию чистой воды и сухого кислорода.

В воздухе содержится кислород, который необходим нам для жизни. В воздухе же содержится и вода. Только её очень мало, поэтому мы в воздухе её не ощущаем. На железо, особенно в присутствии воды, кислород оказывает действие, в результате которого образуется ржавчина.

Так как железные предметы всегда находятся в воздухе, то на них действует кислород и вода, поэтому железные предметы ржавеют (покрываются ржавчиной).

Методы предотвращения появления ржавчины:

1.Металлические предметы смазывают специальными жирными смазками. Тогда всё, что соприкасается с ними, тоже оказывается смазанным. Кроме того, масла и смазки со временем стираются и испаряются. Железо опять остаётся незащищённым. Смазывать надо регулярно.

2.Изделия из железа покрывают слоем краски, лака, пластмассы. Это удобно для сохранения больших предметов. Красить каждый гвоздик, тонкую спицу, ключ, т.е. мелкие предметы – неудобно

3.Детали, железные листы и др. покрывают металлами (никель, олово, медь) и сплавами, которые не ржавеют. Этот способ используется как для бытовых предметов, так и промышленных. Например, консервные банки изготовлены из железа, покрытого оловом, ложки и вилки покрывают слоем нержавеющей стали. Металлы более прочны, долго не стираются, не пачкаются. Данный способ самый эффективный и, как показывает практика, самый распространённый в промышленности.

Я провел анкетирование учащихся 3 классов. «Ржавчина полезна или вредна?» и выяснил, что 3 человека из 47 считают ржавчину полезной, а 44 – вредной. Как же на самом деле? (Приложение 1)

2. Практическая часть

Для того чтобы изучить образования ржавчины я провел следующие опыты:

ОПЫТ 1. (Приложение №2)

Цель опыта:

Выяснить может ли вода сделать все предметы ржавыми.

Понадобится: 5 стаканов,3 железных гвоздя, наждачная бумага,1 кусок верёвки, 1 зубец от пластиковой вилки

Ход опыта

1. Обезжирю и удалю ржавчину с железных гвоздей наждачной бумагой.

2. Положу в три стакана по железному гвоздю, в четвёртый положу верёвку, а в последний -зубец от пластиковой вилки.

3. В один стакан с гвоздём не буду наливать воду, в двух других уровень воды должен быть под ободок. Один из стаканов с водой закрою, другие оставлю открытыми.

4. Наполню также стаканы с верёвкой пластиком под ободок водой.

5 Оставлю стаканы стоять от одной до трёх недель, и всё это время буду проверять, не образовалась ли где-нибудь ржавчина.

Вывод:

Железо вступает в контакт с кислородом, создавая с помощью химической реакции новое вещество, которое известно как ржавчина. При контакте с водой или даже при повышенной влажности процесс ржавления ускоряет.

И поскольку вода может поглощать больше кислорода из воздуха в открытом стакане, гвоздь в ней ржавеет быстрее, чем в соответствующей запечатанном стакане. Верёвка и пластик не содержат железа (или других металлов) и, следовательно, не ржавеют.

ОПЫТ 2. (Приложение № 3)

Цель опыта: выяснить, в какой среде можно избавиться от ржавчины или приостановить процесс ржавления.

Для этого возьму 5 стаканов с водой из водопровода. В первый добавлю уксус, во второй – соду, в третий – соль, в четвертый – просто воду, в пятый - кока-колу. В каждый стакан опущу ржавые железные гвозди.

Вывод:

-Приостановить процесс ржавления можно в щелочной среде, т.к. добавление соды к воде, ослабило коррозию металла.

Таким образом щелочная среда благоприятна для предохранения железа от ржавчины.

-Избавиться от ржавчины можно в кислой среде, т. к добавления уксусной кислоты и кока-колы привело к исчезновению налета ржавчины.

-Водопроводная вода + соль - благоприятная среда для быстрого возникновения ржавчины.

3. Заключение

В целях предотвращения проблемы появления ржавчины на железных предметах, за ними следует правильно ухаживать. Но для эффективной борьбы с проблемой появления ржавчины следует применять комплексный подход. При этом необходимо защищать железо изначально, сделать все, чтобы удалить все условия, в которых может появиться ржавчина. Чтобы обеспечить более качественное удаления ржавчины, необходимо использовать сразу несколько способов. Чтобы предотвратить ее повторное появление, на поверхность следует нанести специальное защитное покрытие.

Изучая и рассматривая литературу, я узнал, что железо не причисляют к «благородным» металлам. Но благодаря свойству ржаветь железо и есть самый «благородный» металл, самый настоящий из всех. Если бы железо, подобно серебру и золоту, не ржавело, то есть не окислялось, то мы не существовали бы, и ни одно растение не зеленело бы на Земле. Все краски, какими обладает наша Земля, все цвета, которыми блещет рубин, зависят от присутствия в нем окисленного железа.

Растворенная в воде ржавчина составляет часть пищи растений и придает им зеленый цвет. Из-за недостатка ионов железа растения бледнеют. Та же «ржавчина» (ионы железа) снабжает нашу кровь и придает ей красный цвет.

Благодаря ржавчине на Земле есть жизнь. Благодаря ржавчине почва имеет определенный цвет. Именно благодаря ржавчине железо - самый лучший металл в мире.

Английский писатель, художник, литературный критик и поэт Джон Рёскин сказал: «Железо есть дыхание жизни, которым оно одаряет всех».

Исходя из выше сказанного, я могу утверждать, что, несмотря на все потери и ущерб, которые наносит ржавчина деятельности человека, без нее мы не смогли бы существовать. Значит, моя гипотеза нашла свое подтверждение: если железо ржавеет, то есть разлагается, значит, это необходимое явление для всего живого в природе. Но это не говорит о том, что человек должен бесконечно добывать из недр земли все её богатства и расточительно их использовать. Мы должны научиться беречь природу и её богатства, она не прощает ошибок.

На уроке окружающего мира я познакомил одноклассников с результатами моего исследования, чтобы показать пользу ржавчины.

Список литературы:

1. . С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова «Толковый словарь русского языка», 2000

2.101 эксперимент с водой «Ранок» , 2012

3. Интернет – сайт «Википедия»

4. Савина Л. А. Я познаю мир. АСТ», 1999

Приложение №1

Приложение №2

ОПЫТ 1.

День 1

Через 2дня

Через 1 неделю

Приложение №3

ОПЫТ 2.

День 1

Через 2 дня

Через неделю