さびの研究

質問

自由研究でさびを研究している小６です。鉄くぎを水道水に入れると赤さびが発生しますが、これはくぎから何かが溶け出していると思い、くぎの重さが減っていると予想して、赤さびが発生したら水道水を入れかえて、くぎに付いたさびを拭きとって重さを量っていますが、全然減りません。この予想は間違っているのですか？教えてください

回答No.5

丸井 ふたば（@baieru） · ベストアンサー

皆様のご回答はとっても正しいのですが少し難しい言葉が多いのと金銭的なものの配慮が足りていないような気がします・・・。

ヒントとしてはまず釘３０本ぐらいの重さを家庭用の天秤で量ってみて下さい。たぶんたくさんあるので重さが図れると思います。
そのあとそれをすべて水道水の中に入れて赤錆びが発生したら、その赤さびをすべてはがし取ってからよく乾燥させて再度天秤に乗せてみて下さい。

少量では測れなくても数が多いとそれが目に見える結果として表れると思います。

少し難しい話になりますがたとえば１本の釘が０，１グラム軽くなるとしたら１０本で１グラムの違いとなって現れます。
１００本なら１０グラムの違いが現れます。

このように重ささえしっかりと測っておけば数を増やしても減らしてもちゃんと計算でどのように変化するのか求めることができます。

このようなことに小学生の頃から気づけるのは天才だと思いますよ！！

お礼

たくさんの回答をありがとうございます。量りが１ｇ単位でしか量れなかったので変化がないのか、考えが間違っているのか分らなかったので質問してみました。
最初は10センチ、11ｇのくぎ1本で試していたのですが、2週間ほどしてもまったく変化がなかったので、10本111ｇでやってみましたが、変化がありませんでした。
自由研究は分らなかったで出しましたが、もう一度本数を増やしてやってみます。

回答No.4

debukuro

釘が十分に錆びてから測って見ればいいです
ぼこぼこに錆びたら注意深くさびを落とす
このとき落としたさびを全部（粉まで）失くさないように集めます
釘も錆びも十分に乾燥させます
錆と釘の重さを計ってください
天秤ばかりを自分で作ったほうがいいです
何グラムというようなことが分からなくても自分で決めた基準（硬貨など）と比べればいいです
面白いことが分かりますよ
ラボアジェよりも前の科学者が思いもしなかったことです
がんばってくれたまえ(∩∩)

お礼

有難うございます。料理用のはかりではかっていましたが、自分で天秤を作ってやってみるのが、面白いと感じました。

回答No.3

htms42

金属が錆びた時は金属の化合物が金属表面に出来ています。金属表面に出来た水に溶けにくい化合物は全て錆と考えていいでしょう。酸素との化合物だけであるとは限りません。
錆という漢字は金偏に青ですね。銅の錆をイメージしたものであるのがよく分かります。酸化銅ＣｕＯは黒い色をしていますから、銅の青錆の主成分は酸化銅ではないはずです。
鉄の場合も酸化鉄とは限りません。錆の発生には水が大きな役割をはたしています。空気中で加熱した時に生じる化合物とは違っているでしょう。褐色の酸化鉄はＦｅ２Ｏ３，水中で出来た赤錆はＦｅＯ(ＯＨ)だとされています。ちょっと違いますがまあ、近いとしていいでしょう。実際はもっと複雑なものかもしれません。

錆をふき取って目方を量ると減っているはずだと言う予想は間違ってはいません。でも秤で分かる量だろうかと言うのは微妙です。秤の感度が問題です。家庭用の秤では無理でしょう。
やってみる前にどれくらいの変化があれば秤で確認できるかを大雑把に予想してみるのが大事です。
０.１％の減少、１％の減少、１０％の減少、・・・
１％の減少であれば１００ｇの釘で１ｇ減ります。
１ｇまで分かる秤でも１００ｇの釘を使わないといけない事になります。

これに対して対策は
・もっと感度のいい秤を使う、
・天秤を自作する
・もっと錆を進行させる、
・・・・

あなたのやった方法を質問の文章から推測します。
赤錆が出たらすぐに次の操作に移っているのではないですか。
十分に錆を発生させるというのが出来ていないのではないですか。
表面が赤くなったという程度では重さの違いはわからないと思います。

＞水道水を入れかえて、・・・
というところがわかりません。

乾燥も重要です。水気がついていると重さが減ったことは分かりません。でも乾燥に時間をかけるとまた錆が出る可能性があります。そういうことで言うと錆のついたままで乾燥して重さが増えた分を測るというほうがわかりやすいでしょう。　

どちらにしても時間のかかる実験のはずです。

ついでに
ヘモグロビンの中の鉄は酸化鉄であるというのは「？」です。
ヘモグロビンは酸素分子を運搬します。分子のままでくっついたり離れたりします。ヘモグロビンの中に４つあるヘムには確かに鉄イオンが含まれていますがむき出しではありません。この鉄が酸素と結合して酸化鉄になってしまえばヘモグロビンの酸素運搬能力はなくなってしまうでしょう。ヘムタンパクの立体構造が酸素を捕まえたり、離したりするのですから鉄との結合ではないのです。動脈血の色、静脈血の色が３価の鉄イオン、２価の鉄イオンのイメージに似ていますのでそのように考えたくなるというのはわかりますが違うようです。
辞典を見るとヘムには２価の鉄イオンが含まれていてへミンには３価の鉄イオンが含まれているとありました。

中学生が鉄錆のイメージで血液を考えると困る事になると思いますのであえて書かせていただきました。この点に関しては私もあまり詳しくはありません。

お礼

有難うございます、水にいれると赤茶色の物が水の中に発生したので、くぎから何か出てきていると予想しました。何か出てきているのなら重さが減っていくと思い、くぎにその赤茶色のものが付く前に水を替えていました。
良く乾燥させるのが大事ということが分かりました。

回答No.2

pick52

まあ、簡単にいえば錆というのは金属が酸化する現象や金属が酸化した
部分のことです。
鉄は非常に酸化しやすい(=錆びやすい)金属で水中や空気中に放置して
おくとすぐに水中または空気中の酸素と結びついてほぼ確実に短時間で
錆びます。

錆びた鉄は赤みがあります。
血液に含まれる赤血球の主成分であるヘモグロビンは酸化鉄の一種で、
この赤血球が赤いため血液が赤く見えます。

結構難しいですね。
上記の事から、錆びるということは酸化する(=金属が酸素原子と結び
ついて別の物質に変化する)ということですからその部分を削り取れば
少なからず重量は減っているはずです(大きさも微妙に減ってるんじゃ
ないでしょうか)。

ただ、その差が微々たるものだったのかも知れません。

参考URL：

http://www.sofutemu.co.jp/page1.html

お礼

有難うございます。

回答No.1

nayu-nayu

実験方法をもう少し正確に教えて下さい。

１，１つの容器に入れる水道水の量。そしてその中に入れるクギの本数。クギは～グラムで～センチか。

２，測定方法。測定はどのような機械で行っているのですか？上手く説明できなければ測定器具のメーカーと型名を教えて下さい。（型名は良く探すとアルファベットなどで書いてあります）

お礼

ありがとうございます。
水は500ミリリットルのペットボトルの上を切ったものでやっていたので、４００mlぐらいです。くぎは１０cmを１０本　１１１gです
はかりは料理用の１g単位のものです。