Raud on meie maailmas ülitähtis metall. See toidab terasetööstust ja võimaldab verel hapnikku meie rakkudesse kanda. Pole üllatav, et rauda sisaldavad ühendid pakuvad suurt huvi. Üks selline nende ühendite rühm, mida nimetatakse raudoksiidideks, tekib raua ja hapniku mingil viisil reageerimisel. See, millist oksiidi te saate, sõltub konkreetsetest asjaoludest, mille korral raud ja hapnik reageerivad, ning see muudab tekkiva raudoksiidi omadusi ja kasutusalasid.
1
Leidke raua (III) allikas (3+ oksüdatsiooniastmes raud). Raua (III) soola, näiteks raudkloriidi, on lihtne lahusele lisada. Seda kasutatakse sageli vase söövitamiseks, nii et saate seda osta Internetist, kemikaalide kauplusest ja mõnikord isegi elektroonikapoest. Samuti sobiks hästi peen roostepulber. Kui otsustate seda teed valida, võite rooste koguda ja peeneks pulbriks jahvatada.
2
Valmistage rauda (III) sisaldav lahus. Lisage keeduklaasis (või muus sarnase suurusega klaasnõus) raud(III)oksiidi allikale vett. Vesikeskkond (vees) on ideaalne selleks, et raua (III) ja raua (II) molekulid saaksid omavahel ja hapnikuga reageerida. See suspendeerib teie raua (III) molekulid lahuses ja muudab selle ühendamise raua (II) ja hapniku molekulidega lihtsaks. Te ei pea konteinerit katma, kuid see võib aidata saasteaineid eemal hoida.
3
Otsige üles raua (II) allikas (raud oksüdatsiooniastmes 2+). Kuna raud (II) puhtal kujul on atmosfääritingimustes haruldane, peate tõenäoliselt kasutama raua (II) soola. Raudsulfaat, raud(II)kloriid ja raud(II)fosfaat on suhteliselt tavalised valikud. Raudsulfaati kasutatakse aianduses ja seda võib leida enamikust aiatarvete kauplustest.
4
Valmistage lahus, mis sisaldab rauda (II). Ükskõik, millist raud(II) soola valite, peate selle vees lahustama. Tehke seda eraldi keeduklaasina (või muu anumana) raua (III) lahusest, et tagada, et raud (III) ei ole veega küllastunud. See võimaldab suuremal osal rauda (II) vees lahustuda. Jällegi aitab kaas saasteaineid eemal hoida, kuid see pole vajalik. Kandke kindaid ja kaitseprille, et kaitsta silmi ja nahka kemikaalide eest.
5
Segage lahused. Ühendage raua (III) lahus ja raua (II) lahus samasse anumasse. See võimaldab raua (III) ioonidel ja raua (II) ioonidel üksteisega kokku puutuda. Samuti puutuvad nad kokku vees ja atmosfääris oleva hapnikuga, mida on vaja magnetiidi tootmiseks.
6
Oksüdeerige lahus. Kuigi reaktsioon kulgeb kahe lahuse kokkusegamisel, kulgeb see väga aeglaselt. Reaktsiooni saab kiirendada, lisades oksüdeerivat lahust, näiteks ammoniaaki. Vesinikperoksiid on ka hea oksüdeerija. Oksüdeeriva aine lisamine võimaldab reaktsioonil kulgeda palju kiiremini. Ajad varieeruvad sõltuvalt reagentide ja oksüdeerija vahekorrast, kuid tõenäoliselt näete mõne sekundi jooksul mõningaid muutusi. Vesinikperoksiidiga töötades olge ettevaatlik, kuna see tekitab veega reageerides soojust.Raudoksiidi hoidmine soovitatav on kuiv koht.
7
Hankige rauaallikas. Peale mõnede soolade on enamik rauaühendeid tavaliselt raua (III) olekus. See hõlmab selliseid asju nagu raudteerööpad, naelad, terasvill ja kirjaklambrid. Valige oma allikas selle põhjal, kui palju rauda vajate, kui kiiresti seda vajate ja mis on teile saadaval. Näiteks terasvill on odav ja oksüdeerub kiiresti, kuid raudteerööpad sisaldavad suuremat massi rauda.
8
Täitke elektrit mittejuhtiv anum veega. Tahad olla kindel, et sul on anumas piisavalt vett, et rauatükk alati katta. Pidage meeles, et elektrolüüsiprotsess võib vett soojendada. See võib suurendada vee aurustumiskiirust.
9
Leidke toiteallikas. Reaktsiooni käivitamiseks peate kasutama akut või muud alalisvoolu toiteallikat. Toiteallikal peaks olema juhe, mis on ühendatud negatiivse poolega ja juhe positiivse poolega. Valige oma toiteallika suurus selle põhjal, kui palju roostet proovite tekitada ja kui kiiresti seda soovite. Suuremad toiteallikad tekitavad üldiselt kiiremini roostet.
10
Kastke positiivsed ja negatiivsed juhtmed. Juhtmed ei tohiks üksteist puudutada. Selle asemel tuleks need veepaagi vastaskülgedel vee alla panna. See muudab vesilahuse vooluringi osaks ja sunnib elektrit läbi vee voolama.
11
Kastke oma rauaallikas vee alla. Kui tavaliselt roostetab raud atmosfääritingimustes ilma abita, siis selle vette uputamine suurendab oksüdatsioonikiirust. Raua sukeldamine elektrolüüsitavasse vette suurendab oksüdatsioonikiirust veelgi, kuna elektrolüüsi käigus tekib vesinikgaas (H2) ja kaheaatomiline hapnik (O2). Kaheaatomiline hapnik on suurepärane oksüdeerija ja reageerib kergesti rauaga, moodustades roostet.
12
Lülitage toide sisse. Nüüd, kui teie paak on seadistatud, saate toite sisse lülitada. See hakkab voolu läbi lahuse voolama ja metalli oksüdeerima. Olge ettevaatlik, et te ei puudutaks juhtmeid ega puudutaks neid kokku. Samuti ärge pange käsi vette, välja arvatud juhul, kui lülitate toite välja. Kui kasutate ilma lülitita toiteallikat (nt akut), pange juhtmed viimasena või ärge haakige neid aku külge enne, kui oled võimuks valmis.
13
Laske istuda. Kuigi reaktsioon on loodusliku oksüdatsiooniga võrreldes suhteliselt kiire, ei toimu see kohe. Rooste saamiseks peate reaktsioonil seisma vähemalt mitu tundi. Tõenäoliselt peate selle jätma päevaks või kaheks, et saada korralik summa.
14
Filtreerige lahus. Kui teie rooste moodustub, on see veepaagis. Esimene samm selle kuivaks ja kasutatavaks saamiseks on osa veest välja filtreerida. Võite purgi või kraanikausi kohale venitada marli või mõne muu kanga ja valada lahus läbi. Laske sellel umbes tund seista, et võimalikult palju vett tühjendada.
15
Kuivatage saadud rooste. Rooste kuivatamise lõpetamiseks peate selle küpsetama. Seadke ahi temperatuurile 400 °F (204 °C) ja küpsetage roostet üks kuni kolm tundi. Kasutage kindlasti vana panni, rooste määrib seda.
16
Valige oksüdeerimiseks rauaallikas. Mida suurem on teie allika avatud pindala, seda parem. Näiteks terasvillal on selle suuruse suhtes palju pinda, samas kui raudteerööbal on palju vähem. Teie oksüdeerija võib toimida ainult teie raua pinnal.
17
Valige oksüdeeriv aine. Valgendaja on suurepärane oksüdeerija. Teine hea valik on vesinikperoksiid. Nõrgem oksüdeerija on soolane vesi. Teie valitud oksüdeerija määrab, kui kiiresti raud oksüdeerub. Mida tugevam on teie oksüdeerija, seda kiiremini teie raud oksüdeerub.
18
Viige rauaallikas kokku oksüdeerijaga. Võite sukeldada rauaallika oksüdeerivasse lahusesse. Teine võimalus on pihustada oksüdeerijat rauale kindlate ajavahemike järel (iga tunni järel). Sõltuvalt sellest, kui kiiresti soovite reaktsiooni kulgeda ja kui mugav on teil tugevaid oksüdeerijaid kasutada, võite oksüdeerijat vees lahjendada (see nõrgestab seda ja aeglustab reaktsiooni).
19
Laske reaktsioonil edasi minna. Sõltuvalt teie valitud oksüdeerijast ja kokkupuutest võib selleks kuluda mitu tundi või mitu päeva. Kindlasti peaksite nädala jooksul nägema rooste tekkimist. Kui ei, siis veenduge, et kasutate rauda ja et see pole kaetud kaitsekihiga, näiteks vahaga.
20
Koguge kokku ja kuivatage tekkinud rooste. Võimalik, et peate selle kogumiseks oma rauatüki pinnalt rooste maha kraapima. Kui tüki uputasite, saate rooste lahusest välja filtreerida. Kui rooste on märg, kuivatage seda ahjus temperatuuril 400 °F (204 °C) üks kuni kolm tundi.
21
Otsige üles tükk tavalist terasvilla. Kui villal on roostetõkkeid või seepe, häirib see teie tulemusi. Samuti peaksite otsima õhukeste kiududega terasvilla. See hõlbustab kiudude süttimist ja põlemist.
22
Asetage terasvill tulekindlale pinnale. Te ei saa terasvilla käes hoida. See läheb põlema! Samuti ei taha te midagi maha põletada. Klaasplaadid või plekkkaaned on suurepärane valik.
23
Kasutage terasvilla süütamiseks 9 V akut. 9 V aku puudutamine terasvillaga ühendab aku positiivse ja negatiivse juhtme. See sulgeb vooluringi ja laseb elektril voolata. Terasvill süttib, kuna läbi voolab rohkem voolu, kui ta suudab taluda, mistõttu see kuumeneb kuni süttimispunktini.
24
Jälgige tekkivat musta roostet. Must rooste tekib hapnikuvaeses keskkonnas oksüdatsiooni tulemusena. Kuna terasvill oksüdeerub selles reaktsioonis nii kiiresti, on vähe aega, et piisavalt hapnikku jõuaks rauale, et moodustada raud(III)oksiid (punane rooste).