Магнитная жидкость: получение, применение, возможность создания магнитных сорбентов Сонин Андрей, Куликов Никита, Катеринин Иван, 9 «А» ГБОУ СОШ 827

Гипотеза если магниты существуют в твёрдом агрегатном состоянии, то возможно ли получение и существование их в жидком состоянии.

Цель работы установить возможность получения магнитной жидкости в школьной химической лаборатории и изучить её свойства.

Задачи: изучить, сопоставить, систематизировать и обобщить материал из разных источников о магнитных жидкостях, теории и практики их получения и применения; получить магнитную жидкость; провести опытно-экспериментальную проверку её свойств провести простейший синтез магнитных сорбентов

Вещества Все вещества твердые, жидкие и газообразные в зависимости от магнитных свойств делят на три группы: диамагнетики; парамагнетики; феррамагнетики.

История открытия ФМЖ Магнитные жидкости были почти одновременно синтезированы в США и России в середине 60-х годов двадцатого века. В СССР родоначальником магнитожидкостных технологий был Дмитрий Васильевич Орлов.

Свойства магнитных жидкостей 1. высокая текучесть сочетается с высокой намагниченностью – в десятки тысяч раз большей, чем у обычных жидкостей.

2. В МЖ, как и в любой жидкости, плавают тела менее плотные и тонут тела более плотные, чем она сама. Но если приложить к ней магнитное поле, то утонувшие тела начинают всплывать. Причем чем сильнее поле, тем более тяжелые тела поднимаются на поверхность.

3. В большинстве своём, магнитные жидкости имеют сильно выраженную чёрную окраску в объёме, благодаря присутствию в них в качестве высокодисперсной магнитной фазы магнетита.

Способы получения магнитных жидкостей Дисперсионные методы получения MЖ Методы диспергирования заключаются в измельчении грубых частиц твердых тел до коллоидных размеров. Методы конденсации Конденсационные методы основаны на соединении отдельных молекул или ионов растворенного вещества в агрегаты коллоидных размеров.

Химическая конденсация В. С. Элмор в 1938 году, в основе которой лежит реакция: 2 FeCl 3 + FeCl NaOH Fe 3 O 4 + 8NaCl + 4H 2 O. 10%-ные растворы хлоридов железа смешивали при 70°С и при постоянном перемешивании к ним добавляли в избытке 10%-ный раствор гидроксида натрия

Применение магнитных жидкостей Магнитную жидкость можно применять для сбора различных нефтепродуктов на поверхности морей, океанов, озер. В экологии

В медицине Противоопухолевые препараты, к примеру, вредны для здоровых клеток. Но если их смешать с магнитной жидкостью и ввести в кровь, а у опухоли расположить магнит, магнитная жидкость, а вместе с ней и лекарство сосредоточиваются у пораженного участка, не нанося вреда всему организму.

В технике Применение магнитной жидкости для уплотнения вращающихся валов позволяют существенно увеличить ресурс механизмов и снизить уровень шума. Есть печатающие и чертежные устройства, работающие на магнитной жидкости. Обогащение полезных ископаемых.

Получение магнитной жидкости (коллоидного раствора магнетита Fe 3 O 4 в воде)

Уравнение реакции: FeSO4·7H2O + 2FeCl3·6H2O + 8NH3·H2O Fe3O4 + 6NH4Cl + (NH4)2SO4 + 20H2O 1. Готовилась смесь 25,5г FeSO4·7Н2О и 45г FeCl3·6Н2О 2. Смесь растворов добавлялась к мл 25%- ного раствора аммиака. Осаждение проводилось при рН=10.

Усовершенствованный способ 1) В 125 мл дистиллированной воды растворили 6 г FeCl3·6H2O и 3 г FeSO4·7H2O (при слабом подогреве и несильном помешивании).

2) Полученный раствор отфильтровали в другую колбу для отделения от механических примесей.

3) Залили в чистую колбу 38 мл аммиачной воды (25%-ный раствор).

4) Тонкой струей влили отфильтрованный раствор в колбу с аммиачной водой при интенсивном перемешивании. Коричнево-оранжевый раствор мгновенно превращается в суспензию черного цвета.

5) Долили к получившемуся раствору немного воды и поставили колбу с образовавшейся смесью на магнит на полчаса.

6) После выпадения частиц магнетита на дно колбы (под действием сил магнитного поля), осторожно слили около двух третей раствора, придерживая осадок магнитом. Повторяли эти действия до тех, пока pH сливного раствора стал равен 7,5- 8,5.

7) После того как последний промывной раствор был на 2/3 слит, загущенную суспензию отфильтровали. 8) Полученный на воронке осадок смешали с заранее отмеренным количеством «Fairy» (1,8 г).

9) Нагревали полученную смесь в течение часа (t=80°С), хорошо перемешивая.

10) Охладили полученную смесь до комнатной температуры. Добавили мл дистиллированной воды и тщательно размешали. 11) Разведенную в воде смесь поставили ещё раз на магнит на несколько часов, после чего магнитная жидкость готова.

1. Взаимодействие магнитной жидкости с магнитным полем

2. Изготовление «магнитной» бумаги и магнитного сорбента на основе активированного угля

3. Исследование поведения магнитной жидкости в этаноле

4. Опыты по удалению с поверхности воды загрязнений из машинного масла

5. Разрушение магнитной жидкости кислотами Fe3O4 + 8HCl(разб.) = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O Fe3O4+ 4Н2SO4(разб.) = FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O

Заключение 1.Изучили литературный и Интернет-источники, иллюстрирующие способы получения, свойства и применение магнитной жидкости; 2. провели синтез магнитной жидкости в условиях школьной лаборатории школы 827; 3.Изучили свойства магнитной жидкости; 4. Получили магнитные сорбенты из активированного угля.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ