Ferrofluido - sintesi

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Max Fritz

2010-09-26 19:00

Premetto che questa discussione non è in sintesi poichè non è finalizzata ad ottenere un composto, ma una miscela o, più precisamente, una sospensione di particelle molto sottili di Fe3O4 in glicerolo.

Reagenti:

-Ferro (II) solfato eptaidrato (o meglio FeCl2)

-Ferro (III) cloruro esaidrato

-Acido cloridrico 37%

-Ammoniaca 30% (o anche 25%... con opportuni calcoli di diluizione).

-Glicerolo

Procedura:

Si prepara una soluzione di HCl 2M, portando 3,4ml di acido concentrato a 20ml. Questa soluzione viene divisa in 2 porzioni da 10ml, che sono dunque versate in 2 beute. In una beuta vengono aggiunti 5,56g di ferro (II) solfato eptaidrato, nell'altra 2,7g di ferro (III) cloruro.

Si mescolano entrambe le soluzioni affinchè i sali si sciolgano del tutto (aiutandosi eventualmente col fornello). In un becher si versano 4ml della soluzione di cloruro ferrico e 1ml della soluzione di solfato ferroso.

Si mette su agitatore e, mentre si agita vigorosamente, si aggiungono goccia a goccia, molto lentamente, 50ml di soluzione 1M di ammoniaca (preparata portando 4ml di ammoniaca al 30% a 50ml).

L'aggiunta va completata entro non meno di 20 minuti.

Inizialmente la soluzione è arancione, dopo le prime aggiunte di ammoniaca vira al giallo chiaro per poi ritornare lentamente arancione-marrone e infine nera. Quando l'aggiunta è terminata (aumentare progressivamente l'agitazione) si lascia agitare per ancora un minuto, poi si preleva velocemente l'ancoretta e si lascia il liquido a sedimentare appoggiato su un magnete. L'Fe3O4 (magnetite) formatasi precipita abbastanza velocemente (5 minuti circa) lasciando un liquido trasparente e quasi limpido. Questo viene colato via, tenendo il magnete sotto il becher per impedire al ferrofluido di colare anch'esso.

Dunque si toglie il magnete, si aggiungono alcuni ml di glicerolo (una decina... se ci fosse un eventuale eccesso è sempre rimediabile) e si mescola bene con una bacchetta in vetro. Si appoggia poi il becher su un magnete piccolo molto forte, affinchè la magnetite si raduni di nuovo, lasciando dell'altro liquido limpido che andrà scartato. Si aggiungono dunque altri ml di glicerolo puro (a piacere, a seconda della densità che si vuole avere; io consiglio non più di 5ml).

Ecco le foto del prodotto finito (sono solo 2 foto... ma hanno una definizione abbastanza alta, per cui ingrandite!!):

Ferrofluido - 1.JPG
Ferrofluido - 1.JPG
Ferrofluido - 2.JPG
Ferrofluido - 2.JPG

Osservazioni:

E' un esperimento abbastanza facile e che fornisce un materiale interessante. A differenza del vero ferrofluido, questo non fa la classica struttura "a riccio", ma è pur sempre molto divertente.

Si tratta, come già detto, di microparticelle di magnetite sospese in glicerolo; un agente spesso usato in luogo del glicerolo, che è per la verità migliore, è il tetrametilammonio idrossido in soluzione al 25%, di cui purtroppo io non dispongo.

Per chi volesse tentare, posso dirvi che i punti fondamentali sono 2: la precisione nelle quantità, affinchè si formi solo quel particolare ossido del ferro, e la lentezza nell'aggiungere ammoniaca in combinazione ad una forte agitazione, affinchè le particelle che si formano non siano troppo grandi.

[Mi dispiace non avere foto della procedura... ma ero incerto sul fatto che avrebbe funzionato e non mi sono attrezzato molto. Se volete vedere qualche foto in più, guardate nel link citato come fonte].

Fonti:

http://mrsec.wisc.edu/Edetc/nanolab/ffexp/index.html

I seguenti utenti ringraziano Max Fritz per questo messaggio: Nicolò, quimico, jobba, the-rock-91, myttex

Nicolò

2010-09-26 19:03

complimenti, bella sintesi ;-)

Chimico

2010-09-26 19:58

in realtà non è proprio così che si fa...anche io una volta ottenni uan cosa del genere ma serve decisamente altro! per altro intendo acido oleico e kerosene...

Max Fritz

2010-09-26 20:01

Non ho detto che si tratti del ferrofluido originale... dico solo che si comporta come un fluido magnetico con proprietà interessanti. Ovvio che non è "il meglio", ma io lo trovo comunque interessante...

Chimico

2010-09-26 20:07

scusa se sono effettivamente sembrato sgarbato...ma è stata una gran delusione quando non mi è riuscito... e quindi non riesco a passarla per buona ;-)

ora ho l'oleico e al posto del kerosene potrei usare gasolio ma non ho proprio tempo!

Max Fritz

2010-09-26 20:16

Anch'io provai una volta... e il tutto fu un gran buco nell'acqua. E' per questo che, come dicevo, non ho fatto alcuna foto della procedura... aspettandomi che anche questa volta non sarebbe riuscito e invece... ho avuto un risultato "decente".

Se poi avrai tempo/voglia di descriverci l'altra procedura... che se posso la provo ;-)

al-ham-bic

2010-09-26 20:44

Interessante... hai provato a buttarci dentro un supermagnete al neodimio ex HD?

quimico

2010-09-27 08:16

alla fine è pur sempre un bel risultato, o quantomeno interessante Max certamente avere Me4NOH non è facile... ma secondo me se si usasse un altro sale quaternario tipo il TBAOH andrebbe bene... però sarebbe da provare. tra l'altro gli idrossidi di tetraalchileammonio di questo genere difficilmente, che io ricordi, sono venduti anche in soluzione... ricordo che dovetti prepararmelo al momento... bel lavoro... bravo

Max Fritz

2010-09-27 14:36

al-ham-bic ha scritto:

Interessante... hai provato a buttarci dentro un supermagnete al neodimio ex HD?

Le foto sono state eseguite con un magnete al neodimio... con magneti in ferrite fa veramente poco niente.

Ho provato a metterne alcune gocce sul magnete (cilindrico) e il liquido si è disposto lungo la circonferenza del cerchio laterale.

Chimico

2010-09-27 18:56

al-ham-bic ha scritto:

Interessante... hai provato a buttarci dentro un supermagnete al neodimio ex HD?

ecco a cosa mi serviva l'oleico tanto tempo fa :-D

al-ham-bic

2010-09-27 19:25

Chimico ha scritto:

ecco a cosa mi serviva l'oleico tanto tempo fa :-D

Ah, ecco finalmente lo sappiamo... :-P ma ormai ===> azz! :-( ?

Chimico

2010-09-27 19:35

già... :-( non ci ho pensato più di tanto dato che ottenere una magnetite molto fine è difficile...

MITHIKO75

2011-03-10 04:41

Salve a tutti,

mi sono appena iscritto in questo forum che trovo fantastico.

Non sono un chimico quindi scusate l'ignoranza e le domande stupide.

Mi piace sperimentare e da qualche tempo sto facendo esperimenti col ferrofluid , questo fluido che risponde ai campi magnetici.

-Ho provato a immergerlo in una soluzione al 95% di alcool e immediatamente si e' depositato in cristalli/polveri perdendo le caratteristiche di liquido ma mantenendo le caratteristiche magnetiche.

-Ho provato con una soluzione un po' meno alcolica e in un primo tempo ha mantenuto una qualche fluidita' ma dopo un giorno anche in questo caso si e' depositato in polveri perdendo la fluidita'.

-Ho provato una soluzione al 40% d'alcool e in 2 giorni ancora mantiene una perfetta fluidita' ma quando il fluido rimane fermo per qualche ora , per esempio sul fondo, deposita e sposrca il vetro della provetta con sedimenti come si puo' vedere nella foto.

Mi chiedo, c'e' un modo per ottenere una perfetta soluzione in cui i due liquidi non si mescolino e in cui il ferrofluid non sporchi la provetta?

Una soluzione stabile nel tempo, cosi' da avere lo stesso effetto dopo 2 giorni come dopo 2 mesi?

Qualcuno sa aiutarmi su questo esperimento?

Grazie

IMAG0116.jpg
IMAG0116.jpg

Nicolò

2011-03-10 11:01

Mi sembra ci sia già una discussione sul ferrofluido, la prossima volta cerca meglio e scrivi la.

Appena arriva uno smod gli dico di accorpare ;-)

EDIT di Max Fritz: discussioni unite.

Davide93

2012-02-20 14:36

Salve gente, avevo provato anchio a fare il ferrofluido seguendo questa metodica:http://www.fisica.unige.it/scienzadeimateriali/images/sdm/PLS2009_10/fluido_magnetico.pdf

il problema è trovare un sostituto decente all'idrossido di tetrametilammonio, il mio scopo è ottenere la classica conformazione a riccio che si vede un po ovunque sul web

attualmente sono fermo alla sintesi della magnetite, ho operato su agitatore magnetico, fatto gocciolare NH3 per circa 20 minuti, e mi si è formata una finissima polvere di magnetite che ho fatto decantare con un magnete al neodimio

cosa mi consigliate di usare come tensionattivo??? nella metodica dice sapone molto diluito, ma non funziona, ho pensato di cercare un tensionattivo cationico tra i detergenti di casa, il quale dovrebbe avere una caratteristica simile all'idrossido di tetrametilammonio

qualche consiglio ?

TrevizeGolanCz

2012-06-28 18:35

Salve, oggi ho potuto notare che l'INCHIOSTRO per LINOLEOGRAFIA è fortemente attratto dai magneti. Non assume la conformazione a riccio, tuttavia l'effetto è buono. Tuttavia su Internet non ho trovato la sua composizione, qualcuno, se la sa o pensa che possa essere, può consigliarmi qualche solvente? Seppure sia un Inchiostro è molto viscoso e denso, inoltre è apprezzato per le sue capacità "incollanti".

Roberto

2012-10-24 10:31

Esperimento da verificare: Una volta sintetizzato l'ossido ferroso-ferrico come dettato in precedenza, ed essiccato in una stufetta, noto che la polvere nera non presenta grandi proprietà ferromagnetiche, è anche vero che non possiedo un magnete al neodimio né l'acido oleico per la miscela, ma adoperando nafta e glicerina ottengo una "poltiglia" nera che in effetti forma dei minuscoli aghi sulle linee di forza del campo magnetico. Colto da inesplicabile ispirazione :-D prendo la nera polverina e la pongo in un crogiolo, la arrostisco per bene sul bunsen diciamo 700-800°C per 10-15 minuti, apparentemente una volta raffreddata la polvere appare uguale per colore e forma ma... Sorpresa la ferromagneticità (che parolaccia) è aumentata notevolmente, riprovo con la miscela oliosa ed ecco finalmente muoversi dei chiari picchi aghiformi almeno 3 o 4 volte più grandi dei precedenti e con un magnete ceramico comune. A questo punto mi domando come mai l'arrostimento ha provocato l'apparente attivazione della magnetite ? Propongo due ipotesi da controllare, la prima, come è noto la formazione di Fe3O4 è solo parziale e nel miscuglio rimangono ancora buone quantità di FeO ed Fe2O3, è possibile che queste ultime ad alta temperatura formino Fe3O4 (anche se di solito la temperatura spezza i legami più che crearli). La seconda ipotesi è che l'alta temperatura elimini completamente l'acqua anche quello di cristallizzazione se c'è, la quale essendo un liquido polare ostacola la "bagnabilità" in liquidi oliosi come nafta e simili (ed ecco forse perché a volte si usa qualche goccia di sapone liquido?) Le particelle essendo libere possono migrare più agevomente... A voi la verifica ... Buon lavoro! Roberto