Исследовательская работа по химии «Средство от ржавчины»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Богородская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа

по химии

«Средство от ржавчины»

Автор:

Сагина Ангелина Александровна

14 лет, 9 класс.

Руководитель:

Сагина Надежда Владимировна

учитель химии.

Богородское

2014 год

Оглавление:

1. Введение стр. 2

2. Актуальность стр. 2

3. Цель работы стр. 3

4. Задачи стр. 3

5. Объект исследования стр. 3

6. Методы исследования стр. 3

7. Гипотеза исследования стр. 3

8. Теоретическая часть стр. 3-5

9. Практическая часть стр. 5

10.Вывод стр. 6

11. Приложение стр. 7-9

12. Список литературы стр. 10

1

Введение.

Из стеблей, коры, плодов и листьев получают не только красители, но и десятки других полезных веществ. Как ни удивительно, растения содержат и такие органические соединения, которые способны предохранять металл от коррозии. Представьте себе, что громоздкую стальную деталь необходимо очистить от ржавчины. Не тереть же её наждачной шкуркой. Значит, нужен химический способ, например, травление кислотой. Но если опустить деталь в раствор какой-либо кислоты, удаляющей ржавчину, то неизбежно растворится и часть металла – как его убережёшь от контакта с кислотой?

Ответ ясен: нужен раствор, который удалял бы ржавчину, но не трогал самого металла. Такие травильные растворы давно уже применяют на практике. Помимо кислоты, в них входит ещё одна важная добавка – ингибитор коррозии. Это такое вещество, которое резко замедляет растворение металла, но почти не мешает растворяться его оксидам и гидроксидам, т. е. продуктам коррозии. Те ингибиторы, которые применяют на заводах, получены преимущественно синтетическим путём. Но я в своей работе хочу получить ингибиторы коррозии из растений.

Актуальность:металл в заброшенном состоянии подвержен коррозии и ржавчине и очень негативно влияет на окружающую среду. Природа затрачивает много времени для разложения металла, но если надлежащим образом следить за металлом, не допускать ржавчины, подвергать переработке металлы, нам не придется добывать железную руду из недр земли и тем самым сохранить запас полезных ископаемых на нашей планете. Лишь незначительная часть металлолома подвергается переработке и используется повторно, хотя металлы легко поддаются переработке. 

2

Цель работы:узнать, почему ржавчина образуется именно на железе, какие факторы внешней среды влияют на образование ржавчины, приготовить средство защиты от ржавчины из растений.

Задачи:
1. Что такое ржавчина, почему она возникает (теоретически).
2. Получить путём опыта в домашних условиях ржавчину на железном гвозде и железной крышке в водной среде.
3. Приготовить средство защиты от ржавчины из растений, проделать опыты и сделать выводы.

Объект исследования: ржавыйжелезный гвоздь, ржавая железная крышка.

Методы исследования: эксперимент, проблемно – поисковый, опыт.

Гипотеза исследования: при взаимодействии с факторами внешней среды, железо разрушается, т. е. ржавеет. Если железо окисляется – это необходимое явление в природе.

Теоретическая часть:

Что  такое  ржавчина?

Ржавчина – это красно-бурый налёт на железе, образующийся вследствие окисления и ведущий к разрушению металла. Бурая плёнка на болотной воде. Бурое пятно на растениях в местах, где развиваются споры паразитных грибков. Ржавчина возникает при взаимодействии атмосферы с железом. 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

3

появлении, в месте контакта воды с поверхностью, продуктов коррозии железа.

Ржавчина – один из видов коррозии. Но не единственный. Есть ещё и другие:
- потускнение серебряных чайных ложек, посуды и украшений;
- карбонат меди, или патина, коррозия, в результате которой медь становится зеленой;
- бесцветные пятна на мелких монетах;
- оксид алюминия, образующийся на алюминии;
- оксид хрома, который появляется снаружи нержавеющей стали.

На некоторых металлах коррозия выполняет защитную функцию. Так, например, оксид алюминия, карбонат меди или оксид хрома служат защитным покрытием для металлов. Однако ржавчина на металле не может его защищать от дальнейшей коррозии из-за своей пористой структуры. Если же ржавчина появилась, она будет расти и в сухом воздухе. Это происходит потому, что пористое пятно ржавчины поглощает влагу, содержащуюся в воздухе, притягивает и удерживает её. Это явление называется коррозией металлов.
Коррозия- это разрушение металла под действием внешней среды.
Коррозию металлов называют «рыжим дьяволом». Это давний и опасный враг большинства металлов, применяемых в технике и быту. Коварство этого извечного врага в том, что, невидимый, он остается всегда целым и невредимым, а металлы и сплавы несут огромные потери. 
По подсчетам экономистов, ущерб нанесенный коррозией во много раз превышает даже потери от такого страшного бедствия, как пожар. Да это и неудивительно, так как огонь буйствует сравнительно редко, а коррозия по имени «Рыжий дьявол» действует постоянно, ни на один час, ни на одну секунду не прекращая свою подрывную деятельность. 

Примерно 15 % всех производимых в мире металлов — это двадцать миллионов тонн, которые ежегодно становятся его жертвами.
Коррозия причиняет и косвенные убытки, например, утечка нефти или газа из разъеденного трубопровода. Она досрочно выводит из строя детали, оборудования и целые сооружения. Потери от коррозии исчисляются

4

миллиардами рублей ежегодно. Нахождение средств от коррозии – один из главных вопросов, которым занимаются эксперты, работающие в сфере металлургической промышленности. 
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. 

Практическая часть:

Для удаления ржавчины при помощи приготовленного раствора из растений, я сначала приготовила ржавый гвоздь, железную крышку. Для этого я положила их в воду на несколько дней.

Приготовила раствор для выведения ржавчины из дикорастущих растений. Для этого я взяла дикорастущие растения: чистотел, хохлатка и дымянка из семейства маковых, алтей лекарственный из семейства мальвовых и тысячелистник из семейства сложноцветных (все эти растения я приобрела в аптеке в сухом виде). Все растения я взяла в равных частях и залила 5% раствором соляной кислоты. Оставила залитую раствором массу на несколько дней в закрытой посуде, чтобы экстракция прошла как можно полнее. Когда экстракт стал готов, составила травильный раствор для проржавевшего гвоздя и крышки. Я взяла 5 частей экстракта, 40 частей концентрированной соляной кислоты и 75 частей воды. В этот раствор я погрузила заржавевшие детали. Они довольно скоро восстановили свой прежний вид, вновь стали блестящими.

5

Вывод.

Какие же вещества в растениях, которые, как обнаружилось, так хорошо защищают металл от коррозии? Это комплекс соединений алкалоиды, полисахариды, белки, слизистые и дубильные вещества. Все они, хотя в разной степени, обладают способностью адсорбироваться на металлической поверхности и закрепляться на ней, а следовательно, они препятствуют прямому контакту металла с кислотой. С ржавчиной же они объединяться не желают, вот она и растворяется в кислоте без помех.

6

Список литературы:

О. Ольгин «Опыты без взрывов» - М. Химия 1986 год.

Л. А. Савина «Я познаю мир». ООО «Фирма АСТ», 1999 год.

В. Г. Андросова «Внеклассная работа по химии» - М. «Просвещение» 1983 год.

И. И. Балаев «Домашний эксперимент по химии» - М. « Просвещение» 1989 год.

Интернет – сайт «Википедия».

7

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/100476-issledovatelskaja-rabota-po-himii-sredstvo-ot