GOLD

L’acidité et la corrosion

Ce projet scientifique est mené pour déterminer si l’acidité peut affecter la vitesse de corrosion du fer.
Nicolas Liwanag Quentin Boadi-Gumbs
Grade 5

Hypothesis

Nous pensons que la corrosion du fer est plus rapide en milieu acide parce que la formation de la rouille est accélérée en présence d’acides. 

 

Research

 

La corrosion est la détérioration des métaux quand ils réagissent à l’oxygène pour former les oxydes de métal. La rouille est un type de corrosion. C’est le nom commun pour les oxydes de fer. Sa forme le plus familier sont les flocons rouges qui couche le fer ou l’acier mais ils peuvent aussi être jaune, brun, orange et vert (1). Une source de matériaux corrosifs est les acides qui peuvent se trouver dans le terre, l'atmosphère et dans les eaux souterraines (2). Les acides peuvent corroder plusieurs types de métaux ou les détruire par un processus chimique. La présence de sel peut accélérée la taux de corrosion parce que le sel augment la conductivité du solution.

Les acides réagissent avec les métaux pour libérer l’hydrogène qui forme l’hydrogène gazeux et le sel. Quelques métaux corrodent plus facilement que d’autres. Le fer est un métal qui réagit beaucoup. Le fer s’oxyde pour former la rouille quand il est exposé à l'air humide. La corrosion de quelques métaux arrête après une couche mince d'oxyde de métaux se forme sur la partie exposée du métal (3). Cette couche mince sert comme une barrière contre plus de contact avec l’oxygène. Si l’eau est présente, la couche d’oxyde devient plus épaisse et poreuse qui permet à l’oxygène d'obtenir et continuer à former la corrosion en bas.

Un acide est un produit chimique qui dégage des ions d'hydrogène dans l'eau et forme des sels en se combinant avec certains métaux(4).  Le ph est utilisé pour mesurer comment acide ou comment basique une substance est(5). La plus bas que le niveau de ph est, la plus acide la substance est. La plus haut que le niveau de ph est, la plus basique la substance va être. Si un substance a un ph qui est moins de 7, la substance est acide. Si une substance à un ph plus haute que 7, cette substance est une base. Si un substance a un ph de 7, c'est une substance neutre. L'eau a usuellement un ph de 7(6).  Le jus de citron a usuellement un ph de 2,4(7).  Le vinaigre a usuellement un ph de 2,5(8).  Souvent, l'eau avec du sel a un ph d'environ 7 parce que le sel ne change pas le niveau de ph parce qu'il n'a pas un réaction chimique qui se déroule alors ça va seulement dissoudre(9).

Dans ce projet scientifique, nous allons investiguer la formation de la rouille sur des différents matériaux en fer. On va aussi regarder comment les acides peuvent affecter le taux de la corrosion sur un objet en fer. Nous pensons que la corrosion d’un objet en fer va être accélérée dans la présence des acides. Cela est parce que les acides ont une concentration d’ions d’hydrogène, cela cause qu’il y a plus d’activité électrique, ce qui permet d'accélérer la réaction chimique qui forme la rouille.   

 

 

Références

 


 

Variables

Manipulées : Objets en fer (clous, éponges métalliques, trombones), l'environnement dans lequel ces objets sont placés : vinaigre, eau, eau salée, jus de citron.

 

 

Répondantes : Transformations du métal dans les différentes solutions (corrosion ou pas de corrosion). 

 

 

Contrôlées : La quantité de chaque solution dans laquelle seront placés ces objets en fer.


 

 

 

 
 

Procedure

  1. Rassembler les matériaux (4 clous, 4 éponges métalliques, 4 trombones, du vinaigre, de l’eau, du sel, du jus de citron, 12 tubes d'essais, cuillères à mesurer, thermomètre, un minuteur, ciseaux, une règle et 12 étiquettes.)

  2. Couper les 4 éponges métalliques en quatre parties, chaque partie devrait mesurer 4 cm.

  3. Mets une tasse de l'eau dans un verre à mesurer.

  4. Mettez une cuillerée à café de sel dedans l'eau et remuez jusqu'à ce qu'il y en ait plus de particules de sel.

  5. Préparer 4 tubes d’essai et étiqueter les avec la substance acide qui va être utilisée.

  6. Renverser 2 cuillères à soupe de chaque substance acide dans la tube d’essai désigné.

  7. Mettre 1 pièce d’éponge métallique dans chaque substance acide.

  8. Assurez-vous que seulement une moitié de l’éponge métallique est submergé dans la substance acide.

  9. Couvrir les tubes d’essai.

  10.  Répéter les étapes 5-9 deux fois mais en utilisant les clous et les trombones pour chaque ensemble de quatre tubes d’essai.

  11. Mettez à côté tous les 12 tubes d’essai dans un environnement à température ambiante.

  12.  Observer et prendre des photos chaque 24 heures pendant 1 semaine.

  13.  Répéter l'expérience 3 fois.

  14.  Avant de recommencer l'expérience, renverser la substance acide dans les tubes d'essai et laver les tubes d'essai.

  15.  Après vider les tubes d'essai, sécher chaque tube d'essai et maintenant tu peux recommencer l'expérience.   

  16. Noter les résultats.

  17. Analyser les résultats. 

  18. Fait une conclusion.

Observations

Voici nos observations:

 

 
Clous/Essai 1:

  • Tous les clous a subi de la corrosion dans des parties des clous pendant les trois premières heures.

  • La clou submergée dans le jus de citron a corrodé le moins vite.

  • À la fin de l’expérience, la clou qui était submergée dans le vinaigre avait la plus de corrosion.

Trombones/Essai 1:

  • Tous les trombones a subi de la corrosion soit dans la partie submergée ou exposée du trombone pendant les premières trois heures. 

  • Pour les trombones submergée dans la vinaigre, plus de corrosion était observée dans la partie exposée.

  • Les trombones qui sont submergées dans l’eau et l’eau salée a subi du corrosion plus extensive mi-semaine.

  • Le trombone submergée dans le vinaigre a subi plus de corrosion extensive au début de la semaine puis le taux de corrosion a diminué.

  • Le trombone submergé dans le jus de citron a commencé a subi de la corrosion mi-semaine. 

  • Le trombone submergé dans le vinaigre avait la plus de rouille à la fin de l’expérience.

 

Éponges métalliques/Essai #1:

  • Il n’y avait pas de corrosion observée pendant les trois premières heures ni à la fin de l’expérience. 

  •  

  • Il y avait quelques particules blanches au fond du tube d’essai qui contenait l’éponge métallique submergée dans l’eau.

 

Essai 2:

 

Clous/Essai #2

  • Les premiers clous a subi la corrosion était celui dans l’eau et l’eau salée dans les premières trois heures. 

  • Le troisième clou qui a subi la corrosion était l’un dans Jus de citron dans la deuxième journée.   

  • Le dernier clou a subi la corrosion était celui qui était submergée dans le vinaigre sur jour 3. 

Trombones/Essai #2

  • Les trombones dans l’eau et dans l’eau salée ont subi la corrosion dans les premières trois heures. 

  • Le troisième trombone a subi la corrosion était dans le vinaigre dans la première journée. 

  • Le dernier trombone a subi la corrosion était dans le jus de citron dans la première journée.  

 

Éponges métalliques/Essai #2

  • Toutes les éponges métalliques n’ont pas subi la corrosion dans tous les jours de l'expérience.  

 

 

 

Essai 3A:

 

Les clous

  • Les premiers clous a subi la corrosion était celui dans l’eau, l’eau salée et le vinaigre dans la première journée.   

  • Le dernier clou a subi la corrosion était le Jour 2 de la semaine de la essai était le clou dans le jus de citron dans la deuxième journée.   

Les trombones 

  • Les trombones dans l’eau salée a subi la corrosion dans les premières trois heures. 

  • Le deuxième trombone a subi la corrosion était dans le vinaigre dans la première journée. 

  • Le troisième trombone a subi la corrosion était dans l’eau dans la deuxième journée.   

  • Le dernier trombone a subi la corrosion était dans le jus de citron dans la cinquième journée de l'expérience.     

Les éponges métalliques

  • Toutes les éponges métalliques n’ont pas subi la corrosion. 

 

Essai 3B:

Clous/Essai 3B:

  • Tous les clous ont subi de la corrosion pendant les trois premières heures.

  • La clou qui était submergée dans l’eau avait un taux de corrosion stable et a un pace moyenne. 

  • La clou submergée dans le vinaigre avait un taux de corrosion plus élevé et la clou a subi la plus de corrosion à la fin de l’expérience.

  • La clou submergée dans l’eau salée à restée la même la plus mais ça n’a pas subi la moins de corrosion.

Trombones/Essai 3B:

  • Les trombones qui étaient submergés dans l’eau et le jus de citron avaient un taux de corrosion assez élevé.

  • Le trombone qui était submergée dans l’eau salée avait un taux de corrosion plus élevé que l’eau et le jus de citron.

  • Le trombone submergée dans le vinaigre avait la taux de corrosion la plus élevée et avait la plus de corrosion à la fin de l’expérience. 

Éponges métalliques/Essai 3B:

  • Pas de corrosion observée pendant tout l’expérience.

Analysis

Nos résultats sont présentés dans les tableaux et illustrés par les graphiques ci-dessous. Ces tableaux ainsi que les graphiques qui en découlent, montrent le niveau de corrosion des clous, trombones et éponges métalliques trempées respectivement dans l’eau, l’eau salée, le jus de citron et le vinaigre.

Essai #1:

Les clous/Essai #1

Liquide

Jour 0 (3 Heures)

Jour 1

Jour 2

Jour 3

Jour 4

Jour 5

Jour 6

Jour 7

L’eau

1

1

2

2

3

4

4

L'eau salée

1

1

2

2

3

3

3

4

Jus de citron

1

1

2

2

2

3

3

4

Vinaigre

1

1

2

3

4

5

6

7


 

 

 

Les trombones/Essai #1

Liquide

Jour 0 (3 Heures)

Jour 1

Jour 2

Jour 3

Jour 4

Jour 5

Jour 6

Jour 7

L’eau

1

2

3

3

4

4

4

4

L'eau salée

1

2

3

4

4

4

4

4

Jus de citron

0

1

1

2

2

2

3

4

Vinaigre

1

2

3

3

4

4

4

5

 

 

 

 

 

Les éponges métalliques/Essai #1

Liquide

Jour 0 (3 Heures)

Jour 1

Jour 2

Jour 3

Jour 4

Jour 5

Jour 6

Jour 7

L’eau

0

0

0

0

0

0

0

0

L'eau salée

0

0

0

0

0

0

0

0

Jus de citron

0

0

0

0

0

0

0

0

Le vinaigre

0

0

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Essai #3B:

 

Les clous/Essai #3B

Liquide

Jour 1

Jour 2

Jour 3

Jour 4

Jour 5

Jour 6

Jour 7

L’eau

1

1

2

2

2

3

4

L'eau salée

1

1

1

2

2

2

2

Jus de citron

1

1

1

1

1

2

2

Vinaigre

1

2

2

3

3

4

5


 

 

 

 

 

 

Les trombones/Essai #3B

Liquide

Jour 1

Jour 2

Jour 3

Jour 4

Jour 5

Jour 6

Jour 7

L’eau

1

1

1

2

2

2

2

L'eau salée

1

1

2

3

3

4

4

Jus de citron

1

1

1

1

1

2

2

Vinaigre

1

2

2

3

4

5

5

 

 

 

Les éponges métalliques/Essai #3B

Liquide

Jour 0 (3 Heures)

Jour 1

Jour 2

Jour 3

Jour 4

Jour 5

Jour 6

Jour 7

L’eau

0

0

0

0

0

0

0

0

L'eau salée

0

0

0

0

0

0

0

0

Jus de citron

0

0

0

0

0

0

0

0

Le vinaigre

0

0

0

0

0

0

0

0

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Essai #2 

 

 

Les clous (Essai 2)

Liquide

Jour 0 (2 heures du matin) 

Jour 1 (5 heures du soir 

Jour 2 (5 heures du soir

Jour 3 (5 heures du soir

Jour 4 (5 heures du soir

Jour 5 (5 heures du soir

Jour 6 (5 heures du soir

Jour 7 (5 heures du soir

Le vinaigre

0

3

1

1

2

2

1

3

L’eau

0

4

4

3

2

3

3

3

L'eau salée

0

1

5

5

3

3

1

2

Jus de citron

0

0

1

2

1

1

1

1

 

 

Les trombones (Essai 2)

Liquide

Jour 0 (2 heures du matin) 

 

Jour 1 (5 heures du soir

Jour 2 (5 heures du soir

Jour 3 (5 heures du soir

Jour 4 (5 heures du soir

Jour 5 (5 heures du soir

Jour 6 (5 heures du soir

Jour 7 (5 heures du soir

Le vinaigre

0

3

3

1

4

4

4

3

L’eau

0

0

1

0

3

2

2

3

L’eau salée

2

1

3

1

0

1

5

2

Jus de citron

0

0

0

0

0

2

2

2

 Les éponges métalliques (Essai 2)

Liquide

Jour 0 (2 heures du matin) 

Jour 1 (5 heures du soir

Jour 2 (5 heures du soir

Jour 3 (5 heures du soir

Jour 4 (5 heures du soir

Jour 5 (5 heures du soir

Jour 6 (5 heures du soir

Jour 7 (5 heures du soir

Le vinaigre

0

0

0

0

0

0

0

0

L’eau

0

0

0

0

0

0

0

0

L’eau salée

0

0

0

0

0

0

0

0

Jus de citron

0

0

0

0

0

0

0

0

Essai 3A: 

Les clous (Essai 3A)

Liquide

Jour 0 (3 heures du matin) 

Jour 1 (7 heures du soir 

Jour 2 (7 heures du soir

Jour 3 (7 heures du soir

Jour 4 (7 heures du soir

Jour 5 (7 heures du soir

Jour 6 (7 heures du soir

Jour 7 (7 heures du soir

Le vinaigre

0

3

1

1

2

2

1

3

L’eau

0

4

4

3

2

3

3

3

L'eau salée

0

1

5

5

3

3

1

2

Jus de citron

0

0

1

2

1

1

1

1

 

Les trombones (Essai 3A)

Liquide

Jour 0 (3 heures du matin) 

 

Jour 1 (7 heures du soir

Jour 2 (7 heures du soir

Jour 3 (7 heures du soir

Jour 4 (7 heures du soir

Jour 5 (7 heures du soir

Jour 6 (7 heures du soir

Jour 7 (7 heures du soir

Le vinaigre

0

3

3

1

4

4

4

3

L’eau

0

0

1

1

3

2

2

3

L’eau salée

2

1

3

1

1

1

5

2

Jus de citron

0

0

0

0

0

2

2

2

 

 

Les éponges métalliques (Essai 3A)

Liquide

Jour 0 (3 heures du matin) 

Jour 1 (7 heures du soir

Jour 2 (7 heures du soir

Jour 3 (7 heures du soir

Jour 4 (7 heures du soir

Jour 5 (7 heures du soir

Jour 6 (7 heures du soir

Jour 7 (7 heures du soir

Le vinaigre

0

0

0

0

0

0

0

0

L’eau

0

0

0

0

0

0

0

0

L’eau salée

0

0

0

0

0

0

0

0

Jus de citron

0

0

0

0

0

0

0

0

 

Conclusion

Basée sur notre recherche et les résultats de l’expérience, notre hypothèse “Nous pensons que la corrosion du fer est plus rapide en milieu acide parce que la formation de la rouille est accélérée en présence d’acides” est valide. Dans la présence des acides la corrosion était observée immédiatement après 3 heures pour les tubes d’essai avec les clous et les trombones. Les tubes d’essai avec le vinaigre avaient un taux de corrosion plus élevé. Aussi, la corrosion n’était pas seulement sur la partie submergée mais plus visiblement sur la partie exposée. L’acidité du vinaigre en combinaison avec l’oxygène a causé la formation de la rouille sur la partie exposée. Il y avait aussi de la corrosion dans le jus de citron mais à cause du couleur du solution c’est possible que la rouille n’était pas assez visible. Pour les tubes d’essai avec l’eau et l’eau salée, ils avaient environ la même montante de corrosion. La seule métal qui n’a pas montré de corrosion visible était les éponges métalliques. Ça peut être parce que le métal est un différent type et le métal est résistant à la corrosion comme l'aluminium. Pour conclure, le niveau de l’acidité à un effet sur la taux de corrosion comme démontrée dans nos expériences. Une acidité plus élevée entraîne un taux de corrosion plus rapide. 


 

Application

Tu peux étendre cette application pour aider à prévenir la corrosion d'infrastructures comme les ponts, les rues et même les édifices. Même dans d'autres industries comme l’industrie du pétrole et le gaz, la corrosion est un problème sérieux parce que ça peut produire des fuites, un feu et des déversements. Si une conduite fuite à cause de la corrosion ça peut causer des dommages environnementaux. Cette application peut être élargie dans les choses comme comment prévenir la corrosion de l’équipement comme les machines et les conduites. Dans l’industrie automobile, c’est important de savoir comment protéger les véhicules de la corrosion.   

Sources Of Error

  • Erreur de mesure (ex. quantité de liquide utilisée) 

  • Qualité des matériaux 

  • Erreur d’observations visuelles.

  • Tube d’essai qui n'était pas fermée convenablement 

  • Température 

Acknowledgement

Dans la réalisation de notre projet, nous avons été guidés par notre enseignant. Nous avons aussi reçu le support matériel et moral de nos parents.