2. Получение дисперсионного раствора магнетита

Для получения магнитной жидкости воспользовались результатами эксперимента Норкина М.В.[7]. Для этого в 50,0 мл дистиллированной воды растворили 24 г. FeCl₃ и 12 г. FeSO₄, (при слабом подогреве и несильном помешивании) до изменения цвета с желтого до красного. Полученный раствор отфильтровали и смешали с 150 мл 10% аммиачной воды (в вытяжном шкафу). Коричнево - оранжевый раствор мгновенно превратился в суспензию черного цвета. Взвесь разбавили водой и поставили на магнит на полчаса.

После выпадения частиц магнетита на дно колбы, осторожно слили около двух третей раствора в канализацию, придерживая осадок магнитом. Промывание проводили до тех пор, пока индикаторная бумажка не стала показывать слабощелочную среду. Полученный осадок залили небольшим количеством воды для предотвращения окисления и поставили на магнит.

Результат: Магнитная жидкость можно получить в условиях лаборатории методом осаждения солей. Преимущества аммиака в качестве осадителя заключается в том, что выделяющийся газ способствует диспергированию (измельчению), то есть образованию более мелких частиц магнетита. Магнитные свойства осадка проявляются сразу. Его можно равномерно распределить по стенкам сосуда магнитом, и он не оседает.

3. Получение стабилизированной магнитной жидкости

Для получения стабилизированной магнитной жидкости выбраны следующие вещества: глицерин, этиленгликоль, моющее средство «FAIRYi», этиловый спирт, бутиловый спирт, керосин, нефть, азотная кислота(несколько капель), олеиновая кислота с аммиаком (образуется стабилизатор олеат аммония - соль).

Полученную водную дисперсию магнетита разделили на равные части, затем нагревали, добавляли для стабилизации выбранные жидкости примерно в 6-7 раз меньше по объёму. Нагрев при 60-70º С продолжался около часа, после чего смесь поместили в емкость из темного стекла и поставили на магнит. В полученные системы добавили в воду и проверили магнитом.

Результат: Наиболее устойчивая жидкость получилась со стабилизаторами: нефть, керосин, азотная кислота и с олеатом аммония. Жидкость, полученная с помощью азотной кислоты изменила цвет на серый, металлический. Взвесь устойчивая. Жидкость, полученная с помощью керосина, разделилась на две части: более тяжёлая осела на дно, менее плотная всплыла. Остальные жидкости расслоились оседания на дно, произошло разделение дисперсной среды.

Все жидкости проявляют магнитные свойства, но отличались от контрольного образца, то есть не получили больших силовых линий и рельефной поверхности как с контрольным образцом.

2. Выводы и заключение

Магнитная жидкость как ферромагнетик интересный объект для исследования.

Исследовав химический состав контрольного образца магнитной жидкости с помощью качественных реакций на ионы железа, мы убедились, что он является магнетитом.

Водно-дисперсионный раствор магнетита можно получить в условиях школьной лаборатории, осаждением смеси солей железа(II) и (III) водным раствором аммиака.

Для получения стабилизированной магнитной жидкости (коллоидного раствора) было опробовано 8 веществ. Стабильные жидкости были получены с помощью олеиновой кислоты и аммиака, олеиновой кислоты и керосина. А также с помощью азотной кислоты и нефти.

Полученные стабильные жидкости обладают хорошими магнитными свойствами, но не создавали той картины силовых линий, которую наблюдали с контрольным образом. Отсюда следует, что, либо частицы магнетита получились крупные, либо была нарушена технология стабилизация их. Однако результаты эксперимента свидетельствуют о возможности получения стабилизированной магнитной жидкости.

Исследовав магнитную жидкость и способы её получения, в будущем планирую:

1.Повторить эксперименты по стабилизации магнетита;

2.Посмотреть, как жидкость будет храниться, и какие изменения будут происходить со временем;

3.Опробовать иные стабилизаторы (например, лимонную кислоту, вазелиновое масло);

4.Получить магнетит методом окислительного осаждения непосредственно из сульфата железа(II);

5. Получить магнетиты легированные никелем, кобальтом, марганцем, цинком.

Актуальность результатов исследования определяется распространённостью и практической значимостью магнитных материалов в современной технике и технологии.

Практическая значимость исследования заключается в том, что результаты работы способствует расширению границ познания веществ и явлений в особенности магнитных жидкостей, как для самого исследователя, так и для окружающих. Овладение навыками исследования и лабораторно-практическими умениями.