Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

Teoría química, procesos, reacciones, materiales y aparatos. Agua y electrólisis. El hidrógeno como combustible alternativo, sus procedimientos de obtención, almacenamiento, pilas de combustible, fusión fría, y temas relacionados
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HernandezRacemato
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Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#1 Mensaje por HernandezRacemato »

Hola! espero que estén muy bien.
Se me conoce como Enantiomero S, soy de México.
Primero voy a explicar la situación; hace ya tiempo vi un post aqui de alguien que trataba de sintetisar nanoparticulas de oxido de hierro que presentaran propiedades magneticas, sin embargo los reactivos (que no son complicados de conseguir) puede que no todos los tengan a su alcance. Y si, existen mil post en internet sobre el tema y articulos cientificos que casi que no vale la pena sacar el tema.
Particularmente estudio química y me interesa la química que esta al alcance de todos, mas que nada conducir el conocimiento científico hacia esos fines.
Total que inicie una investigación sobre el tema (con investigacion me refiero a recoleccion de datos y... blah blah todo lo que saben del método científico), entonces pues tras unos 3 meses de experimentos les traigo el "protocolo" mas simple para realizar "nanoparticulas de oxido de hierro".
Aquí hay varias cosas interesantes que aclarar, debido al método (que es muuy simple) pudieron ocurrir dos cosas; que se formaran nanoparticulas de oxido de hierro con propiedades magnéticas, o que sean partículas de hierro metálico con recubrimiento oxido no magnético. En ambos casos tendrán propiedades magnéticas. Ya no investigue mas ni caracterice los sólidos por que no vale la pena, solo buscaba simplificar el método y generar un experimento de ciencia básica.

Materiales
- parrilla de agitación magnetica y mosca (también vale agitar con una varilla de vidrio o con una cuchara de plástico pero sera infinitamente mas fácil con la parrilla)
- 3 vasos de vidrio
- Hidróxido de sodio
- Disolución concentrada de FeCl3 para revelado de circuitos electrónicos
- Papel Aluminio (de ese para cocina)
- 1 gotero
- guantes de latex
- googles de seguridad
- filtros para cafe
- Un embudo de plastico
- 1 iman

Metodo
Vierta en un vaso aproximadamente 5 mL de la disolución de FeCl3, y agregue 10 mL de agua (en caso de que no pueda medir volúmenes agregue 1 parte de solución de FeCl3 por 2 de agua). La disolución final es amarillenta.
Agite, y añada en pequeñas porciones un trozo de papel aluminio de 10 cm x 5 cm, mantenga la agitación. La disolución comenzara a tornarse marrón y turbia. (Recuerde como no se usa ningún "truco químico" el tamaño de las partículas estará dado por la velocidad de agitación, por cuestiones de dispersión) .
Si no se obtiene un tono marron, agregue un poco mas de aluminio. Filtre con ayuda del embudo de plástico.
Prepare en otro vaso una disolución de hidroxido de sodio en agua, aproximadamente entre 5 g por cada 100 mL de agua (tenga cuidado la disolución puede hervir) . Mientras agita vigorosamente, con ayuda del gotero añada gota a gota la disolución de hidróxido sobre la disolución recién filtrada, hasta observar un solido negro/cafe. Continué la agitación y caliente ligeramente la disolución (sin llegar a ebullición), tras 10 min deje enfriar (en la disolución debe haber un solido negro/café al fondo del vaso) e introduzca el imán y deje reposar por 8 Hrs.

Si se realizo de manera adecuada, el imán debería tener adherido un solido negro/cafe que en esencia son partículas magnéticas de algún derivado de hierro. Deje secar. Si no, retire el iman, agregue un poco mas de la disolución de hidroxido de sodio y agite, coloque nuevamente el imán.
No hay manera de garantizar que son "nanoparticulas", pero seran magneticas, en esencia las caracteristicas de este magnetismo estará dada por la proporción de Fe3+/Fe2+ que tengan, dicho de otra manera, pueden variar la cantidad de aluminio que agregan y probablemente tendrán propiedades magnéticas distintas.




*Nota el paso en el que están agregando aluminio, es el paso critico de la reacción debido a que están haciendo reaccionar
FeCl3 con el aluminio para dar una cierta cantidad de FeCl2.
*Nota 2 colocar la disolución de FeCl3 concentrado sobre una lamina de aluminio metálico puede generar explosión. Extreme precauciones.




Este experimento no es absoluto estoy seguro que obtendrán mejores resultados si varían algunos parámetros pero es barato y si es un buen experimento de ciencia básica.

No olviden usar equipo de seguridad

Cualquier duda, comentario o sugerencia sera bienvenido.

Saludos!

Enantiomero S.

alberttoy
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#2 Mensaje por alberttoy »

Yo conocía la forma de hacerlo a través del oxalato ferroso.
¿son mas pequeñas las partículas por este método?

HernandezRacemato
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#3 Mensaje por HernandezRacemato »

Hola!
Excelente pregunta, lo mas probable es que no lo sea.
Para moderar el tamaño de partícula hay que agregar casi siempre un tensoactivo que modifique la forma en la que se aglomeran las moléculas. El método que describo es muy a lo bruto, como para una demostración de clase! Por lo que el tamaño de partícula sera muy grande seguramente.

DidacForner
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#4 Mensaje por DidacForner »

Hola compañeros. Aunque escriba muy poco, si que os leo asiduamente.

El tema que os trae precisamente lo toque yo antes de navidad, ya que sinteticé “nano”particulas de magnetita de dos maneras diferentes. Os cuento los dos métodos que empleé:

Método 1:

En un vaso de precipitados de 250 mL añadir 2,78 gramos de sulfato ferroso heptahidratado (se puede conseguir en tiendas de abonos), 3,25 gramo de cloruro férrico hexahidatado (en tiendas de electrónica) y 175 mL de agua. Calentar a 80 grados (aproximadamente, con 65 vale) con agitación hasta que se disuelva todo el sólido. La disolución se vuelve marrón verdoso.

Una vez todo disuelto, añadir 15 mL de amoniaco al 25 % (hidróxido amónico), con lo que la disolución se vuelve negra. Mantener en agitación durante 30 minutos y dejar enfriar. Con un imán se pueden separar las nanopartículas de Fe3O4 formadas.

Método 2:

Las cantidades de reactivos son iguales, pero en vez de usar amoniaco se utilizan 25 mL de sosa 2M (quizá es mas fácil de conseguir y menos peligrosa). Estos 25 mL se añaden muy poco a poco. Una vez añadida la sosa, dejar en agitación durante media hora y proceder de la misma manera que antes.


Como véis, es bastante fácil y los productos son de fácil adquisición.

Como nota diré lo siguiente:

- El tamaño de las partículas depende de la velocidad con la que añadáis la base. Si la añadimos muy rápido (método 1), se forman partículas bastante grandes, quizás 450 nm o un poco más. Si añadimos la base muy despacio, se forman muchos núcleos que van creciendo, por lo que las partículas formadas tienen un tamaño aproximado de 40 – 80 nm (pero también se forman algunas grandes).
- Cuanto más pequeñas son las partículas, menos se sientes atraídas por un imán.
- Cuanto más grandes son las partículas formadas más estables son a la oxidación. Esto es debido a que las partículas son una mezcla de FeO•Fe2O3. Como sabemos, el FeO poco a poco se oxida por acción del oxígeno (disuelto o del aire). Cuanto más pequeña es la partícula, más superficie relativa de contacto tiene, por lo que más átomos de hierro divalente están expuestos. Además, al ser más grandes las partículas, estas se recubren de una capa de Fe2O3 (una especie de pasivación), que protege el interior de la partícula de la oxidación).


Otras partículas magnéticas que podemos sintetizar fácilmente (y que son más estables a la oxidación) son la ferrita de cobalto, pero eso da para otro post (y es también muy fácil de sintetizar). Si a alguien le interesa que me lo diga y le paso la receta.


Un saludo
Radical libre, blog personal: http://didacforner.net

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Rovellat
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#5 Mensaje por Rovellat »

Yo estuve intentando realizar ferrofluido, y encontré un método bastante bién explicado; pero salí del paso comprando negro de marte, y mezclándolo con aceite de linaza y gasoil, y no quedó del todo mal, solo que decanta, pero antes de usarlo se agita de nuevo y listo.

Los distintos métodos de obtener nanopartículas ferromagnéticas, es interesante tenelos juntos en el mismo hilo, porque en cualquier momento pueden ayudar a alguien.

Saludos.
Cielo azul sobre campo de mieses, ánimo.
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INDIOFP
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#6 Mensaje por INDIOFP »

muy interesante a mi parecer, ya que es una buena manera de poder hacer una mezcla de algun liquido conductor que pudiese mezclarse con aceite y poder experimentar en una suspension electro magnetica, que aunque ya está creada, no está a mi alcance, al igual que una suspension de imanes permanentes. un saludo.

mmcompu
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#7 Mensaje por mmcompu »

Yo leí de hacer el ferrofluido con tóner de impresora y aceite, especialmente con los de tipo MICR y de partícula muy fina, el tamaño de la partícula viene dado por la resolución nativa de la impresora, la característica MICR es para impresoras especiales, de las que imprimen cheques bancarios, no se si se sigan utilizando pero Xerox manejaba varios modelos.

En todo caso sería muy barato si se compra el tóner de recarga genérica.
Creo en la evidencia, creeré cualquier cosa, sin importar cuán extraña o ridícula sea, siempre que haya evidencias de ello, cuanto más extraña o ridícula sea, sin embargo, más sólidas tendrán que ser las evidencias.

INDIOFP
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#8 Mensaje por INDIOFP »

mmcompu escribió:Yo leí de hacer el ferrofluido con tóner de impresora y aceite, especialmente con los de tipo MICR y de partícula muy fina, el tamaño de la partícula viene dado por la resolución nativa de la impresora, la característica MICR es para impresoras especiales, de las que imprimen cheques bancarios, no se si se sigan utilizando pero Xerox manejaba varios modelos.

En todo caso sería muy barato si se compra el tóner de recarga genérica.

Cierto, había visto anteriormente varios vídeos sobre ello, cuando me rondaba la idea en la cabeza de hacer una suspensión magnética para la moto.
El problema que le veía era el desgaste de las piezas internas, casquillos y pasos de fluido que a mayor rigidez mayor fricción.
Pensé en hacer todo el interior con teflón pero me faltaba el torno, seguramente retomaré el tema pronto, ya que para la semana que viene voy a por uno para madera a córdoba y es de velocidad variable.
Opté por la idea de usar imanes permanentes de neodimio, introduciendo múltiples imanes contrapolados en un cilindro de aluminio, esto genera una corriente de inducción que se opone al avance de los imanes (ley de Lenz resumida). De ahí surge otro problema.... La corriente inductiva genera calor, y los imanes de neodimio pierden eficacia entre los 50-80 grados y pierden el magnetismo.

Se me fué la pinza y me dejé llevar por las emociones desviándome del tema....

Como económico optaría por el tóner, ahora bien, habría que ver que partículas son mas finas ya que también afectan al resultado de lo que se quiera hacer con ellas.
Saludos.

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troglodita
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Re: Síntesis de partículas magnéticas de oxido de hierro.

#9 Mensaje por troglodita »

Qué bien y qué pronto, le dijo la tonta al tonto.

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