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Formazione della ruggine

Formazione della ruggine. PIANO ISS DIDATTICA LABORATORIALE prof.ssa Maria de Fazio prof.ssa Maria Concetta Giardino studenti della classe 1 a A ITIS “Fermi” Francavilla Fontana. Perché il ferro si corrode?.

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Formazione della ruggine

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Presentation Transcript

  1. Formazione della ruggine PIANO ISS DIDATTICA LABORATORIALE prof.ssa Maria de Fazio prof.ssa Maria Concetta Giardino studenti 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.

  3. Questionario iniziale Ai nostri alunni sono state poste alcune domande per testare le loro conoscenze sull’argomento

  4. Cos’è la corrosione? Hanno detto • È una trasformazione chimica che avviene sul ferro con il passare del tempo • È il deterioramento di un materiale a causa della ruggine • Si ha quando un oggetto si consuma a contatto con l’ossigeno • È un fenomeno naturale che avviene in quasi tutti i metalli • È la ruggine che si forma nel ferro quando è a contatto con l’acqua • È l’ossidazione del ferro causata dagli agenti atmosferici come la pioggia • È una trasformazione chimica a causa dell’ossigeno

  5. Il ferro può essere protetto dalla corrosione? Hanno detto • 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

  6. In laboratorio:Corrosione del ferro Per rispondere alla domanda: perché il ferro si corrode? mettiamo i chiodi a contatto con varie soluzioni

  7. 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

  17. 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 ciascuna di esse hanno osservato l’aspetto del chiodo nelle varie soluzioni Per stabilire in quali condizioni il ferro si corrode, gli studenti hanno ripreso in esame le provette dopo sette giorni

  19. Hanno detto 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

  20. Chiodo in NaOH Hanno detto • 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.

  21. Chiodo in Na2CO3 Hanno detto • 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.

  22. Chiodo in NaCl Hanno detto • 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.

  23. Chiodo in CaCl2 Hanno detto • 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.

  24. Chiodo in acqua di rubinetto Hanno detto • Il chiodo si è arrugginito • Il chiodo si è ossidato • Il chiodo si è arrugginito lasciando la ruggine sul fondo della provetta

  25. Chiodo in acqua distillata Hanno detto • Il chiodo si è arrugginito • Il chiodo si è ossidato • Il chiodo si è arrugginito meno rispetto al chiodo immerso nell’acqua di rubinetto

  26. Chiodo in acqua + olio Hanno detto • Il chiodo si è leggermente “arrugginito” • L’olio, non mescolandosi con l’acqua, ha “rallentato” il processo di ossidazione del chiodo

  27. 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

  28. Il saggio è negativo nelle provette contenenti i chiodi immersi nelle soluzioni di NaOH, Na2CO3 , acqua (sia di rubinetto che distillata)

  29. Tabella dei risultati ottenuti dopo una settimana

  30. Questionario finale Dove si è formata la ruggine? Hanno detto • Nella soluzione acida • Nella soluzione salina • Nell’acqua Dove non si è formata la ruggine? Hanno detto • Nelle soluzioni basiche • In presenza del disidratante • In presenza di olio

  31. COSA SUCCEDE IMMERGENDO UN CHIODO IN UNA SOLUZIONE ACIDA? Hanno detto • 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

  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? Hanno detto • Non ci sono differenze: in entrambe le provette si è formata la ruggine • Nella 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.

  33. Come si interpretano i risultati ottenuti nella prova in cui è stato aggiunto un po’ di olio? Hanno detto • 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

  34. Dalle osservazioni sperimentali gli studenti hanno tratto alcune CONCLUSIONI Hanno detto • 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 ferro • In 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’atmosfera • La presenza di NaCl accelera i processi corrosivi del metallo

  35. Da quali fattori dipende la corrosione del ferro? Hanno detto • Dall’acqua • Dall’ossigeno • Dal sale • Dagli acidi Come si può rallentare la corrosione del ferro? Hanno detto • Evitando il contatto con l’aria • Evitando il contatto con l’acqua salata • Evitando il contatto con gli acidi

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