МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ КОНКУРС НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ПРОЕКТНЫХ РАБОТ ОБУЧАЮЩИХСЯ

Межрайонный совет директоров образовательных организаций СВАО № 3 

Исследовательская работа

Почему в море ржавеют корабли

Выполнил:

Кравченко Арина,
ученик 2 класса

ГБОУ «Школы №1430 имени

Героя Социалистического Труда

Г.В.Кисунько»

Научный руководитель:

Миронова Инна Александровна,
учитель начальных классов

ГБОУ «Школы №1430 имени

Героя Социалистического Труда

Г.В.Кисунько»

_______________________

Москва - 2016

Теоретическая часть        

Практическая часть        

ОПЫТ 1: Что произойдёт со скрепкой, помещенный в раствор, полученный в результате взаимодействия воды и  сернокислой меди        

ОПЫТ 2: Сравнение скрепок, помещенных в пробирки с обычной  и солёной водой; способ защиты железа от ржавчины        

ОПЫТ 3: Способ очищения железа от ржавчины        

Выводы по теме исследования        

Список литературы        

Теоретическая часть

Цель исследования: практическое раскрытие секрета образования ржавчины и ее  удаления

Задачи исследования:

• Узнать, что такое ржавчина
• Раскрыть условия образования ржавчины
• Найти информацию  о свойствах ржавчины
•  Узнать о способах защиты железа от ржавчины
• На практике проверить эффективность способов очищения от ржавчины
• Провести ряд опытов, наглядно демонстрирующих образование ржавчины и ее удаление

Гипотеза исследования: Ржавчину можно получить и удалить  в домашних условиях

Объект исследования: ржавчина

Предмет исследования: получение ржавчины и её удаление в домашних условиях

Обоснование темы исследования: Кто из нас не видел огромных белоснежных красавцев - теплоходов и пароходов? А может кому-то довелось увидеть и военные суда? Интересно, их днище выглядит также безупречно, как и надводная часть корпуса? – ведь все мы знаем, что железо от воды ржавеет….

Попробуем заглянуть под воду и в этом разобраться! И нырять нам для этого совсем не обязательно – ведь есть замечательная наука химия. Вот она-то и поможет мне ответить на этот вопрос, не выходя из дома!

Давайте для начала разберемся, что же такое ржавчина с научной точки зрения.

Если оставить любой стальной или железный предмет в сыром и влажном месте на несколько дней, он покроется ржавчиной, вроде бы его покрасили красновато-коричневой краской. Если капля дождя или воды попадает на блестящую железную поверхность, то некоторое время она остается прозрачной. Но железо и кислород, находящийся в воде начинают взаимодействовать друг с другом и образуют ржу внутри капли. Вода становится красноватой и ржавчина плавает в воде виде мелких частиц.  Когда капля испарится – останется ржавчина. Она и образует красноватый слой на поверхности железа.

Такая реакция железа с кислородом происходит потому, что кислород очень любит вступать во всякие химические реакции – другими словами участвовать в разных превращениях.

Если уж ржавчина появилась, она будет расти и в сухом воздухе. Это происходит потому, что пятно ржавчины притягивает и удерживает влагу. Ведь в воздухе всегда есть сырость. Он с жадностью всасывает воду отовсюду: с только что вымытого пола, из мокрых белья, развешанного для просушки, из луж, оставшихся после дождя. А ведь ржавчина очень опасна для металла.

Однажды водолазы наткнулись на корабль, который 150 лет пролежал на дне моря. На борту корабля они нашли несколько пушечных ядер. Ядра были так изъедены ржавчиной, что их можно было резать ножом. Вот что сделала с ними вода!

Кстати, ведь вода в море соленая. Давайте посмотрим, что будет происходить со скрепкой, опущенной в соленую воду.

Практическая часть

ОПЫТ 1: Что произойдёт со скрепкой, помещенный в раствор, полученный в результате взаимодействия воды и  сернокислой меди

Для сравнения возьмем две пробирки с водой и поместим в них скрепки, как и в первом опыте. Но в одну из пробирок добавим немного соли. Оставим их на 2 дня.

Что же мы видим? – скрепка в растворе соли проржавела гораздо сильнее. Так и с пушечными ядрами, о которых я говорила. Ржавчина на них столько лет образовывалась не только под воздействием кислорода в воде, но и растворенной соли.

Как же спасти железо от сырости? Держать его сухим?

Но ведь есть вещи, которые невозможно держать всегда сухими. Чайник, ванна, ведро волей-неволей должны быть мокрыми. А железную крышу еще труднее спасти от сырости: ведь не станешь же после дождя вытирать ее полотенцем!

Верный способ спасти железо от ржавчины — это покрыть его слоем другого вещества, которое не пропускает сырости. Можно было бы покрыть железо каким-нибудь жидким маслом, например подсолнечным. Масло защитило бы железо от воды и не дало бы ему заржаветь.

Но обыкновенно поступают иначе. Вместо масла берут масляную краску. Слой краски на железе засыхает и делается твердым. Такой твердый слой будет, конечно, дольше и лучше держаться на железе, чем слой жидкого масла. Этот способ хорош для крыш, даже для бочек. Но никто не красит посуду. Во-первых, от ударов краска бы отстала,  во-вторых, все покрасить невозможно.

 Давайте рассмотрим еще один пример: возьмём обычное оцинкованное ведро. Оно сделано из стали, а сверху покрыто слоем цинка. Цинк охотнее, чем железо вступает в химические реакции. Поэтому цинк не просто «прячет» стальное ведро от окружающей среды, но и ржавеет вместо железа. (Надо заметить, что среди металлов есть те, которые охотно вступают в различные реакции (это активные металлы), а есть и те, которые не очень легко это делают.)

Похожим способом нередко защищают днища кораблей. К днищу прикрепляют большой кусок более активного металла. В итоге более активный металл разрушается, а днище корабля остаётся целым и невредимым.

Давайте проверим это на следующем опыте.

ОПЫТ 2: Сравнение скрепок, помещенных в пробирки с обычной  и солёной водой; способ защиты железа от ржавчины

Нальем в пробирку немного воды и добавим в нее соль и растворим.

В этом солевом растворе смочим бумагу. Поместим эту бумагу на дно стеклянной чашки, а на нее положим 2 железные скрепки и два кусочка цинка. Причем в первой паре они будут соприкасаться, а во второй – нет.

На протяжении 2-х дней следим, чтобы бумажка оставалась мокрой, подливая раствор соли из пробирки. В итоге можно будет увидеть, как цинк защитил железо от ржавения.

Ну а как же быть, если, не смотря на все наши старания, ржавчина все-таки появилась? Конечно, корабль мы вряд ли сможем почистить таким образом, а вот всякие бытовые предметы – легко! Внимание, эксперимент!

ОПЫТ 3: Способ очищения железа от ржавчины

Добавляем в пробирку воду и растворяем в ней щавелевую кислоту. В полученный раствор опускаем нашу ржавую скрепку….и она снова становится чистой!

Ну а для кораблей эта проблема давно решена с помощью поглотителей влажности. Это специальные механизмы, которые заменяют влажный воздух на сухой в помещениях, где стоят корабли, когда они не используются. В таких условиях, как мы уже теперь знаем, влажность появиться не может.

И напоследок интересный факт.

Ржавчина бывает не только на металле, но и на растениях. Ржавчина растений – это инфекция, вызываемая огромным количеством грибов. Свое название болезнь получила благодаря налету на стеблях и листьях, очень напоминающему ржавчину на металле. Для растений эта болезнь опасна – начинают опадать цветки, растение слабеет и, если не получит помощи, погибает.

Выводы по теме исследования

• В результате опытно-экспериментальной работы на практике показаны секреты образования ржавчины и ее  удаления
• Изучая различные источники информации, раскрыли понятие «ржавчина», узнали об условиях образования ржавчины, ее свойствах и способах защиты от коррозии
• На практике проверена эффективность способов очищения от ржавчины
• Проведены  опыты, наглядно демонстрирующие образование ржавчины и ее удаление
• Гипотеза исследования нашла свое подтверждение: ржавчину можно получить и удалить  в домашних условиях

С презентацией по моей исследовательской работе можно ознакомиться в приложении.

Список литературы

1. Качур Е. Увлекательная химия.– М.:«Манн, Иванов и Фербер», 2014. – 80 с.

2. Лаврова С.А. Занимательная химия для малышей.– М.:«Белый город», 2014. – 128 с. 

3. Что такое. Кто такой. Детская энциклопедия в трех томах. Том 3/        ред.Куркин Е.Б. – М.: «АСТ», 2010г. – 528с.

4. Почему ржавеет железо [Электронный ресурс]. Детская энциклопедия. URL:http://encyclopedia.dljatebja.ru/Mir_vokrug_nas/Pochemu_rzhaveet_zhelezo.html

5. Ржавчина [Электронный ресурс]. Википедия. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B6%D0%B0%D0%B2%D1%87%D0%B8%D0%BD%D0%B0

6. Что такое ржавчина и почему она образуется [Электронный ресурс]. ДЕТЯМ – сайт для детей и подростков. URL: http://www.site-detyam.ru/load/chtogdekogda/chto/chto_takoe_rzhavchina_i_pochemu_ona_obrazuetsja/17-1-0-140

Почему ржавеют в море корабли

Автор: Кравченко Арина, ученица 2 «Г» класса ГБОУ «Школы №1430 имени Героя Социалистического Труда Г.В.Кисунько»

Руководитель: Миронова Инна Александровна, учитель начальных классов ГБОУ «Школы №1430 имени Героя Социалистического Труда Г.В.Кисунько»

Цель исследования: практическое раскрытие секрета образования ржавчины и ее  удаления

Задачи исследования:

• Узнать, что такое ржавчина
• Раскрыть условия образования ржавчины
• Найти информацию  о свойствах ржавчины
•  Узнать о способах защиты железа от ржавчины
• На практике проверить эффективность способов очищения от ржавчины
• Провести ряд опытов, наглядно демонстрирующих образование ржавчины и ее удаление

Гипотеза исследования: Ржавчину можно получить и удалить  в домашних условиях

Объект исследования: ржавчина

Предмет исследования: получение ржавчины и её удаление в домашних условиях.

Что такое ржавчина; как она образуется; свойства ржавчины. На примере опыта №1 показывается, что произошло со скрепкой, опущенной в раствор, полученный в результате взаимодействия воды и сернокислой меди. Во втором  и третьем опытах показывается сравнение скрепок, помещенных в пробирки с обычной водой и с соленой водой; продемонстрированы способы защиты железа от ржавчины и способы очищения ржавчины. Сформулированы выводы. Представлен список используемой литературы