Date post: | 02-May-2015 |
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Formazione della ruggine
PIANO ISSDIDATTICA LABORATORIALE
prof.ssa Maria de Fazioprof.ssa Maria Concetta Giardinostudenti della classe 1a A ITIS “Fermi” Francavilla Fontana
2
Perché il ferro si corrode?
In questa prova gli studenti sono chiamati ad osservare il comportamento di un comune chiodo messo in particolari ambienti allo scopo di comprendere da quali fattori dipende la corrosione del ferro.
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Questionario iniziale
Ai nostri alunni sono state poste alcune domande per testare le loro
conoscenze sull’argomento
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Cos’è la corrosione?
È una trasformazione chimica che avviene sul ferro con il passare del tempoÈ il deterioramento di un materiale a causa della ruggineSi ha quando un oggetto si consuma a contatto con l’ossigenoÈ un fenomeno naturale che avviene in quasi tutti i metalliÈ la ruggine che si forma nel ferro quando è a contatto con l’acquaÈ l’ossidazione del ferro causata dagli agenti atmosferici come la pioggiaÈ una trasformazione chimica a causa dell’ossigeno
Hanno detto
5
Il ferro può essere protetto dalla corrosione?
No, perché il ferro invecchia e arrugginisce
No, perché la corrosione intacca il ferro
Si, se lo asciughiamo dall’acqua
Si, evitando di esporlo agli agenti atmosferici
Si, con lo zinco
Si, con le vernici
Si, facendolo reagire con sostanze anticorrosive
Hanno detto
6
In laboratorio:Corrosione del ferro
Per rispondere alla domanda: perché il ferro si corrode? mettiamo i chiodi a contatto con varie soluzioni
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In ogni provetta è stato introdotto un chiodo
insieme ad una determinata soluzione.
Di ogni soluzione è stata individuata
l’acidità o la basicità tramite una cartina
universale.
8
Chiodo in HCl
9
Chiodo in NaOH
10
Chiodo in Na2CO3
11
Chiodo in NaCl
12
Chiodo in CaCl2
13
Chiodo in acqua di rubinetto
14
Chiodo in acqua distillata
15
Chiodo in acqua + olio
16
Agli studenti è stato chiesto di descrivere:
1) l’aspetto iniziale del chiodo
Grigio senza ruggine
Hanno detto
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2) l’aspetto iniziale delle soluzioni
1. soluzione di HCl: incolore
2. soluzione di NaOH: incolore
3. soluzione di Na2CO3: incolore
4. soluzione di NaCl: incolore
5. CaCl2: polvere bianca
6. acqua di rubinetto: incolore
7. acqua distillata: incolore
8. acqua + olio: incolore + giallo
Hanno detto
18
Per stabilire in quali condizioni il ferro si corrode, gli studenti hanno ripreso in esame le provette dopo sette giorni
Per ciascuna di esse hanno osservato l’aspetto del chiodo nelle varie soluzioni
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Chiodo in HCl
Il chiodo si è consumato
Il chiodo si è polverizzato
Il chiodo si è frantumato
Il chiodo si è depositato sul fondo
Il chiodo è scomparso
Il chiodo si è sciolto
Hanno detto
20
Chiodo in NaOH
Il chiodo è rimasto intatto, senza formazione di ruggine
Il chiodo è rimasto integro
Il pH, fortemente basico della soluzione, ha “impedito” la formazione della ruggine.
Hanno detto
21
Chiodo in Na2CO3
Il chiodo è rimasto “integro”
Non si è formata la ruggine
Il colore del chiodo è rimasto grigio
Il pH basico della soluzione ha “impedito” la formazione della ruggine.
Hanno detto
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Chiodo in NaCl
Si è formata la ruggine
Il chiodo si è ossidato
L’aspetto del chiodo è cambiato: si è arrugginito lasciando anche la ruggine sul fondo della provetta
L’acqua salata ha accelerato la formazione della ruggine sul chiodo.
Hanno detto
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Chiodo in CaCl2
Il chiodo e il CaCl2 non hanno subito cambiamenti
Non è successo niente
Il CaCl2, essendo un forte disidratante, ha impedito la formazione della ruggine “trattenendo” l’umidità.
Hanno detto
24
Chiodo in acqua di rubinetto
Il chiodo si è arrugginito
Il chiodo si è ossidato
Il chiodo si è arrugginito lasciando la ruggine sul fondo della provetta
Hanno detto
25
Chiodo in acqua distillata
Il chiodo si è arrugginito
Il chiodo si è ossidato
Il chiodo si è arrugginito meno rispetto al chiodo immerso nell’acqua di rubinetto
Hanno detto
26
Chiodo in acqua + olio
Il chiodo si è leggermente “arrugginito”
L’olio, non mescolandosi con l’acqua, ha “rallentato” il processo di ossidazione del chiodo
Hanno detto
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Presenza di ferro ossidato (Fe2+)La presenza di ferro ossidato (Fe2+) in soluzione viene individuata aggiungendo 2 gocce di soluzione di ferricianuro ferrico.
Si ottiene un precipitato di colore azzurro nelle provette contenenti i chiodi immersi nelle soluzioni di HCl e di NaCl
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Il saggio è negativo nelle provette contenenti i chiodi immersi nelle soluzioni di NaOH, Na2CO3 , acqua (sia di rubinetto che distillata)
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Tabella dei risultati ottenuti dopo una settimana
pH
iniziale
pH
finale
formazione di ruggine
aspetto del chiodo
presenza di Fe2+
HCl 1 1 no corroso siNaOH 10 10 no lucido noNa2CO3 10 10 no lucido noNaCl 6 6 si corroso siAcqua rubinetto 7 7 si corroso noAcqua distillata 7 7 poca poco
corrosono
Acqua + olio 7 7 poca poco corroso
no
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Dove si è formata la ruggine?Nella soluzione acida
Nella soluzione salina
Nell’acqua
Dove non si è formata la ruggine?
Nelle soluzioni basiche
In presenza del disidratante
In presenza di olio
Questionario finale
Hanno
detto
Hanno
detto
31
Il chiodo si scioglie
Avviene una reazione chimica evidenziata subito dalla formazione di un’effervescenza
Il chiodo si corrode
Il chiodo si arrugginisce perché l’ambiente acido favorisce la reazione
COSA SUCCEDE IMMERGENDO UN CHIODO IN UNA SOLUZIONE ACIDA?
Hanno
detto
32
Come si interpretano le differenze che si riscontrano tra le due prove effettuate, una con acqua distillata e l’altra con la soluzione di NaCl?
Non ci sono differenze: in entrambe le provette si è formata la ruggineNella provetta contente NaCl si è formata molta ruggine rispetto a quella contenente acqua perché la presenza di sali favorisce il fenomeno della corrosione.Nella provetta contenente NaCl il chiodo si arrugginisce e la soluzione diventa più scura, quasi marrone. Nella provetta contenente acqua il chiodo non si arrugginisce ma si nota la ruggine sul fondo della provetta e la soluzione è quasi trasparente.
Hanno
detto
33
Come si interpretano i risultati ottenuti nella prova in cui è stato aggiunto un po’
di olio?
L’olio ha “rallentato” la formazione della ruggine: il chiodo si arrugginisce meno
Il chiodo si arrugginisce poco ma la soluzione non ha subìto nessun cambiamento.
L’olio, essendo immiscibile con l’acqua ha “impedito” la penetrazione dell’aria e, di conseguenza, la formazione della ruggine
Hanno
detto
34
In ambiente acido si ha ossidazione del ferro a Fe2+ accompagnata dalla formazione di bollicine di gas (idrogeno)In ambiente basico non si osservano fenomeni di corrosione del ferroIn ambiente neutro, o leggermente basico, si ha la formazione di ruggine dovuta all’ossidazione del ferro a Fe3+ a spese dell’ossigeno, infatti nell’ultima provetta l’aggiunta di olio è servita a ridurre l’influenza dell’ossigeno dell’atmosferaLa presenza di NaCl accelera i processi corrosivi del metallo
Dalle osservazioni sperimentali gli studenti hanno tratto alcune
CONCLUSIONIHann
o detto
35
Da quali fattori dipende la corrosione del ferro?
Dall’acquaDall’ossigenoDal saleDagli acidi
Come si può rallentare la corrosione del ferro?
Evitando il contatto con l’aria
Evitando il contatto con l’acqua salata
Evitando il contatto con gli acidi
Hanno
detto
Hanno
detto