När rostar järn mest respektive minst?
Syfte: Att ta reda på vilka faktorer som påverkar rostningen
Material: - 5 st blanka järnspikar
- 5 st små burkar med lock
- 1tsk askorbinsyra + 2tsk vatten
- 1 st äpplebit
- 2tsk cola
- 1tsk natriumbikarbonat + 2tsk vatten
- 1tsk salt + 2tsk vatten
Hypotes: - Spiken i saltvattnet tror vi kommer att rosta mest för att om man får salt på bilen och låter det vara börjar det rosta mycket.
- Spiken i askorbinsyran tror vi kommer rosta näst mest för att syror är frätande och då tror vi att den kanske kommer reagera på spiken så att det börjar rosta
- Spiken i äpplet tror vi inte kommer att rosta så mycket för att fruktsyran i äpplet kommer fräta på spiken som gör att det börjar rosta, vi tror dock inte att syran i äpplet är lika stark som askorbinsyran
- Spiken i colan tror vi inte kommer att rosta så speciellt mycket eftersom cola fräter på tänderna och då kanske den fräter på spiken dock inte så mycket eftersom spiken är gjord av järn
- Spiken i natriumbikarbonatet tror vi inte kommer rosta alls eftersom ämnet inte är så starkt.
Genomförande: Vi tog järnspikarna och lade dem i olika plastburkar med de olika ämnen. Askorbinsyran, natriumbikarbonatet och saltet var vi tvungna att blanda ut med vatten för att det skulle bli lösa ämnen istället för fasta. Spiken som skulle va med äpplet tryckte vi in i äpplet. Vi lät sedan burkarna stå i c:a en månad.
Riskanalys: Om man använder sig utav frätande ämnen får man se till att ha rock, glasögon och handskar så man inte får ämnen på huden. Burkarna med spikarna och ämnena kan svälla upp pga de olika ämnena, så se till att ha skyddskläder och glasögon på dig så att om locket flyger upp får du inte ämnet på dig. Detta hände oss men lyckligt viss hände det inget allvarligt. Se även till att inga barn kommer åt ämnena, om de får i sig något av dem kan de påverka barnets hälsa.
Felkällor: Om man tar spikar som inte är gjorda utav järn kan resultatet bli fel och leda till att de inte rosta alls. Man kan även råka skriva fel ämnen på burkarna. Då stämmer inte resultatet med faktan man kollat upp. Tiden för försöket kan var för kort och då syns inga resultat på spikarna.
Resultat: När vi tog ut spikarna ur burkarna såg vi inte så tydligt på de flesta att de hade rostat. Spikarna rostar bara vid neutrala förhållanden så om det är för basiskt eller för surt rostar det inte. Därför tog vi ph-värdet på de olika ämnena.
Efter ca 6 veckor: - Askorbinsyra: hade blivit grön på ena sidan och under knoppen. Ph-värdet var 3.
- Cola: hade rostat på ena sidan rätt mycket. Ph-värdet var 5.
- Natriumbikarbonat: hade inte rostat. Ph-värdet var 9.
- Saltvatten: hade rostat ytterst lite på ena sidan. Ph-värdet var 5.
- Äpple: hade rostat på knoppen som var utanför äpplet. Ph-värdet var 4 i äpplet.
Efter ca 7 veckor: - Askorbinsyra: det gröna hade ökat så hela spiken var grön. Ph-värdet var oförändrat.
- Cola: nästan hela spiken hade börjat rosta. Ph-värdet var oförändrat.
- Natriumbikarbonat: hade fortfarande inte börjat rosta. Ph-värdet var oförändrat.
- Saltvatten: ingen skillnad sedan förra undersökningen. Ph-värdet var oförändrat.
- Äpple: ingen skillnad sedan förra undersökningen. Ph-värdet var oförändrat.
Slutsats & Diskussion : Rost är en porös järnoxid med vattenmolekyler. Formeln för det är Fe(OH)3. För att järn ska rosta måste det reagera på syre och vatten som saknar löst syre. Salt och annan smutsgör att järn rostar snabbare. Järn finns inte i naturen utan måste omvandlas till järn från olika malmer. När man omvandlar malmerna måste de genomgå kemiska reaktioner för att kunna hålla järnmetallen i skikt. När järn sedan kommer i kontakt med syre och fukt börjar den rosta. Det beror på att den kommer i en kemisk obalans för att den vill återgå till sin naturliga form. När järnet har fått tillbaka sin balans, alltså börjat rosta, omvandlas järnet till järnoxid eller järnhydroxid.
- Burken med askorbinsyran: efter ca 7 veckor hade nästan hela spiken täckts av något grönt ämne. Vi vet inte riktigt vad det var för ämne men antagligen är det något gammalt ämne som legat kvar i burken och har då reagerat på spiken. Trots det kunde vi ändå ta reda på att spiken ej skulle rosta. Eftersom askorbinsyran har ph 3 dras alla ämnen till syran och inga ämnen dras då till järnet som då inte kan oxidera.
- Burken med cola: Efter ca 7 veckor var nästan hela spiken täckt av rost. Colan innehåller citronsyra och fosforsyra. Fosforsyra används ibland för att lösa upp rost.
- Burken med äpplet: Efter ca 7 veckor hade spiken bara rostat på knoppen som var utanför äpplet. Inne i äpplet finns det askorbinsyra (c-vitamin) som är ett surt ämne, därför dras alla ämnen till syran och inte till spiken. Däremot kan det rosta utanför äpplet eftersom det inte finns någon syra som drar till sig de ämnena som behövs för att järnet ska kunna oxidera.
- Burken med saltvattnet: Efter ca 7 veckor hade spiken bara rostat lite på ena sidan. Vid rostning påskyndar saltet oxideringen, men det tar däremot lång tid innan den reagerar men när den väl gör det blir det ett extremt resultat. Därför tog det lång tid innan vår järnspik rostade. Om vi hade låtit spiken ligga kvar i några veckor till hade nästan hela spiken varit täckt av rost.
- Burken med natriumbikarbonat: Efter ca 7 veckor hade spiken inte rostat alls. Det beror på att syret och vätet i burken som behövs vid oxidering ger all sin kraft till att hålla basen i balans. Därför är det omöjligt för spiken att börja rosta.
Miljöpåverkan: Rost är inte så farligt för miljön utan det är själva tillverkningen som påverkar miljön. Utsläppen från gruvorna och förädlingsindustrin innehåller metallsoft och svaveloxid som kommer ut i den rena luften. Olja, koks och slagg kommer även ut i vattnet. Det går även åt mycket nytt material till att reparera skador orsakade av att järnet har börjat rosta vilket också leder till att miljön påverkas negativt, därför rostskyddas järn för att förhindra att de börjar rosta.
För att undvika att föremål rostar är helt enkelt att byta ut järnet till något annat material men det går inta alltid pga hållfasthet, slitage och priset.
Skrivet av: Amanda Abrahamsson & Moa Ekberg 9F