サビの研究について

質問

夏休みの自由研究で、息子（小学5年生）がサビの研究をしたいとのことです。
今のところ、鉄・アルミ・ステンレスのものを、水と食塩水（海水の濃度？）に、“漬ける/霧吹きで定期的に湿せる”で計12種類の実験を行おうと思っています。

息子は割りと本を読むのが好きで、学校で読んだ本から、水滴の周りの部分から錆びるらしいとか、手が2本と3本あって、2本のほうが白いサビで3本のほうが黒いサビ...（一生懸命説明してくれましたが私には意味不明）とかというような知識を得たりしているようなのですが、私自身が化学に全く疎いため、息子の話を聞いていても、あまりよく理解できない・・・というか頭に入ってこない部分があります。ですので、研究する上での良いアドバイスができません。

サビの研究をする上で、「こんな実験をすると面白い」などのアドバイスをいただけると嬉しいです。
よろしくお願いします。

回答No.1

diver813 · ベストアンサー

「定期的に」は意外と大変なので、手間がかからない方法はいかがですか？
複数の素材を屋外にさらし、その変化を見るのはどうでしょう？
また、サビ止めを塗ったものと塗っていないものの比較や、塗ったサビ止めの一部を削るなどしても良いと思います。
また銅や真鍮を使うと「緑青」という青いサビがつくので面白いかもしれません。
ちなみに、緑青は有害と思っている人が多いのですが、無毒なのでご心配なく。

補足

早々のアドバイスありがとうございます。
屋外に放置、というのは、なかなか良いかも知れませんね。
でも、我が家は海の近くではないので、食塩水のほうは無理かもしれません...
それから、緑青は有害と思っていました。
だから「銅は止めようね」と話していたのですが、小学生が扱っても大丈夫なものなのでしょうか？

回答No.6

noname#21649

普通知られていない錆びとして「隙間腐食」という減少があります。平らな金属板に平らなプラスチック板を輪ゴムで止めておきます。すると.単に水中に板を放置した状態に比べて極端に錆びが広がります。
輪ゴムが面倒ならば.機械油を半分塗った場合とか..。

波の影響も面白いでしょう。半分水につけて.半分は空気中に。水は金魚のポンプでブクブク。

緑青の毒性については「他の金属と同じ程度の毒性である」わけで.けして無毒ではありません。胃酸で解けず吸収されない鉄錆びよりは.胃酸で簡単に解ける緑青のほうが毒性が高いです。
金属の錆びは.緑青と同程度の毒性があるとして考えて.けして.口に入れることが内容に。

水は.phの影響をうけます。phの概念がわからないのであれば.「花びらの絞り水が変色した状態」で測定すると面白いかもしれません。

日本化学会で小学生から高校生にかけての会員を募集しています。化学関係の情報が得られるかもしれません。詳しくは日本化が句会のサイトを参考にしてください。
http://www.chemistry.or.jp/

お礼

お礼が遅くなり、申し訳ありません。
回答ありがとうございました。
ちょっと難しそうですが、息子と色々相談して、実験内容を決めたいと思います。

今回、みなさんに色々とアドバイスいただき、大変嬉しく思っています。
実験を進めていく上で、また疑問などを質問させていただくと思いますが、いったんここで締め切らせていただきます。
皆様、本当にありがとうございました。

回答No.5

c80s3xxx

非常にいい題材だと思います．

その他，金属片に油(自動車用のワックスとかマーガリンとか)を塗るとか，釘に銅線やアルミ箔をよじったものを巻きつけてみるとかも比較するといいでしょう．

変わったところでは，学校でフェノールフタレイン液という薬品を少し分けてもらうといいです(たいがい理科室にはあります)．これを少しだけ(ほんの少しで十分です)入れた寒天ゼリーを作り，この上に釘とかを置いておくのです．銅線を巻きつけた釘と比べるとおもしろいかも．
あるいは鉄の板の上に，フェノールフタレイン液をほんのちょっとだけ入れた水滴を置いて観察するのもいいでしょう．

実験の途中では，それぞれをよく観察して，気づいたことを何でもかんでもメモしておくことと，デジカメとかで記録写真をたくさん撮っておくといいでしょう．

なお，赤さびは酸化鉄 Fe2O3 ではありませんので，念のため．黒錆は Fe3O4 です．

お礼

アドバイスありがとうございます。
・・・うーん、私のほうがついていけないかもです。とほほ。
たぶん今年は、どんなものに、どうすると、どんな錆ができるのか？が主なテーマになると思いますが、もしも来年、さらに深く掘り下げるようなことになったら、参考にさせていただきたいと思います。

メモ、記録写真についてのアドバイスもありがとうございました。
本人は実験などは大好きなのですが、そのあと「まとめる」という作業が難しいですね。
それが自由研究の一番大事なところなのかもしれませんけれど。

回答No.4

noname#160321

霧吹きで…も可能でしょう、私は小学校３年の時、３つの６畳間の温度を全日３回測るという奴をやりました。
半世紀前(爆)
食酢も良いかも。(ただし、塩分も含まれています)

今年はの結果をふまえて、来年は「違う金属を重ねておくと、錆び方が変わる」をやってみて下さいな、電池の起源です。

お礼

「霧吹きで定期的に湿せる」は、1日２回くらい吹き付ければ良いかなと考えています。
息子も３年の夏休みにほぼ毎日、太陽と影の観察で影の動きを１時間ごとに観測していたので、そのときよりは楽かと...

来年の案までいただいて、ありがとうございます。
昨年は「発電」をやったので、もしかしたら繋がるかもしれませんね。

回答No.3

kirinoma

門外漢なのでちょっと記憶が曖昧ですがご容赦を．

まず入門編を．参考URLで分かり易く楽しく解説しております．

また，手が何本，というのはイオンの結合の仕方のことだと思います．
黒錆はFe3O4というもので，鉄イオン３個と酸素イオン４個が結びついたものです．
(形状模型)
http://www.ne.jp/asahi/iwamizawa/baraken/Crystal-model/Crys-FeO/Fe-FeO3.htm
よく見る赤錆はFe2O3となります．
(形状模型)
http://www.ne.jp/asahi/iwamizawa/baraken/Crystal-model/Crys-FeO/Fe-FeO4.htm
小学生でこういった事を覚えているのは凄いですね．
白錆は，たしか亜鉛(Zn)の酸化物です．

水滴～の話．
錆は，金属と酸素が結びついて起こるものです．
しかし，金属は強固なので，それはなかなか起こりにくいです．
しかし，水が近くにあると，金属が溶け出して，その
溶けた金属が水と空気の境目近くで酸素と結びついて錆になります．（赤錆）

一方，酸素が少ない環境で酸素と結びつくと
鉄に対して酸素の割合が少ない黒錆となります．
これがどんなときに起こるかというと，例えば火にさらされたときです．
ペンチか何かで釘を挟んで（慎重に）コンロであぶってみてください．
ちなみに，赤錆は金属を腐食させますが，黒錆は
腐食させません．そのため，わざと金属の表面を
黒錆で覆うことが多々あります．
（はさみとか身近なものでも見られます）
「一度黒錆で覆った鉄」を素材候補に加えても良いでしょう．

また，錆は身近なところで利用されていることもあります．
使い捨てカイロは，中の金属粉が錆びるときの酸化熱を利用したものです．
また，なすのぬか漬けに鉄釘を入れると色が良くなるのは，
植物性色素のアントシアニンが鉄イオンと結びついて
鮮やかに発色するためです．
参考URL内でも色々紹介されているので，身近にあるか
どうか調べてみてはいかがでしょうか．

腐食した金属や火を触る・使うときなどは指先のケガなどに
十分ご注意ください．
有意義な夏休みをすごされますように＾＾

参考URL：

http://jvsc.jst.go.jp/live/rust/

お礼

丁寧なアドバイスありがとうございました。
そうです、イオンがどうの...と一生懸命図を書きながら説明してくれたのですが、私は「へぇ～」と聞くことしかできませんでした。（悲）
黒錆と赤錆については、良い案をありがとうございます。
あまり素材が増えすぎると、深く掘り下げられなくなってしまうので、もう1度実験内容については考えてみたいと思います。
参考URLも息子と一緒に見てみますね。
ありがとうございました。

回答No.2

diver813

＞「銅は止めようね」と話していたのですが、小学生が扱っても大丈夫なものなのでしょうか？

大丈夫です。1984年8月7日厚生省より「緑青は無毒である」と公表されています。
もし気になるなら「緑青」「毒」で検索してみてください。

お礼

たびたびありがとうございました。
これもひとつの自由研究の素材になりそう...って広げすぎかもしれませんね。
息子にも調べてみるように話してみます。
ありがとうございました。