Ферромагнитные жидкости

твердые тела. А возможно ли создать жидкий магнит? Оказывается, возможно.

Жидким магнитом можно назвать ферромагнитную жидкость, которая способна проявлять магнитные свойства , находясь в магнитном поле.
Более того, в сильных магнитных полях эта жидкость может утратить текучесть, став подобной твёрдому телу. Многие слышали о таких веществах, но большинство считают их экзотическим и дорогим продуктом высоких технологий . Я на своем примере докажу, что приготовить магнитную жидкость в простой школьной лаборатории реально.

какие свойства и особенности присутствуют в этой жидкости, в каких

областях она применяется

Задачи:
1)анализ научной литературы и интернет-ресурсов о предмете исследования;
2)получение магнитной жидкости в условиях школьной лаборатории;
3)выявление проводимости магнитной жидкости под влиянием внешнего магнитного поля;
4)рассмотрение свойств магнитной жидкости;
5)оценка результатов практической деятельности.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Расположение слоев и спин атома железа

слоя»

присутствии магнитного поля.

находящихся во взвешенном состоянии в несущей жидкости

данном случае два состояния это
твердый металл и жидкость, в

которой он содержится .

частиц.
Частицы этой жидкости слишком тяжелы, чтобы броуновское движение

поддерживало их во взвешенном состоянии, и поэтому со временем оседают из-за естественной разности в плотности частиц и несущей жидкости.

направлении внешнего магнитного поля. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам.
Атомы парамагнетика

обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее.
К парамагнетикам относятся и хлорное железо (FeCl2) , которое используется для приготовления ферромагнитной жидкости.

конструкция механической муфты (рис 1)
Изобретение магнитожидкостных герметизаторов (рис 2)
Американская компания

«Ferrofluidics Corporation» 1968г.(рис 3)

Рис1. Механическая муфта

Рис2. магнитожидкостный герметизатор

Рис3. Полупроводник

магнитного поля поверхность жидкости с парамагнитными свойствами самопроизвольно формирует регулярную

структу из складок

олейновая кислота,(см. рис.)
тетраметиловый гидрооксид аммония,
полиакриловая кислота,
полиакрилат натрия,
лимонная кислота,
соевый лецитин.

ПАВ

препятствуют слипанию частиц, мешая им образовать слишком тяжелые кластеры, которые не смогут удерживаться во взвешенном состоянии за счет броуновского движения.

тепла от звуковой катушки.
Для создания жидких уплотнительных устройств вокруг

вращающихся осей в жёстких дисках.

которой находится ампула с магнитной жидкостью.
Малейший толчок или изменение

наклона приводит к перетеканию жидкости, а значит, и к изменению магнитного потока.
Подобное устройство может снабжать энергией миниатюрный радиоприёмник или электронные часы.

поля, погруженных в магнитную жидкость, позволило использовать магнитные жидкости в

горно-обогатительных процессах

Процесс сепарации руд

некоторых моделях машин для улучшения возможностей подвески.

Снижая отражение электромагнитных волн, оно помогает уменьшить эффективную площадь рассеяния

самолета.

для удаления и диагностики опухолей. Ферромагнитная жидкость вводится в опухоль

и подвергается воздействию быстро меняющегося магнитного поля, и выделяющееся от трения тепло может разрушить опухоль.

с набором разновесов.
Две колбы (с круглым или плоским дном).

Химический стакан.
Фильтровальную бумагу и воронку.
Достаточно сильный магнит, желательно кольцевой (из динамика).
Небольшую (лабораторную) электроплитку.
Фарфоровый стаканчик на 150–200 мл.
Термометр с диапазоном измерения температуры до 100°С.
Индикаторную бумагу.
Настольная центрифуга (на 4000 об/мин) была замененна на старый кухонный комбайн.
И реагенты, которые имелись в кабинете химии

Хлорные соли двух- и трёхвалентного железа .
Аммиачная вода 25%-ной концентрации (нашатырный спирт).
Средство для мытья посуды Fairy, как ПАВ
Дистиллированная вода.

подогреве,я растворила 24 грамма хлорида железа (III) и 12 граммов

сульфата железа (II) сернокислого железа

Шаг 1

Шаг 2

HOH – FeOHCl2 + HCl (I стадия)
2) Взаимодействие хлорида железа

(II) с водой
FeCl3 + 3HOH – Fe(OH)3 + 3HCl (II стадия)
3) Взаимодействие сульфата железа (II) c водой
Fe SO4 + HOH – FeOH+ + HSO4-

Шаг 3

Шаг 4

фильтровальную бумагу, для отделения механических примесей.

Шаг 5
Гидроксид железа окисляется

в присутствии воздуха до гидроксида железа (III)
Fe(OH)2 + 2H2O + O2 – 4Fe(OH)3

аммиачной воды .
Шаг 6

вливала отфильтрованный раствор в первую, содержащую аммиачную воду, при этом

интенсивно взбалтывая. И мгновенно коричневато-оранжевый раствор мгновенно превратится в суспензию чёрного цвета. В колбу я долила немного дистиллированной воды и поставила на постоянный магнит на полчаса.

Шаг 7

Реакция взаимодействия гидрооксида железа(III) c раствором аммиака:
Fe(OH)3+ NH 4OH – NH 4[Fe(OH) 4]

магнитного поля выпали на дно колбы, осторожно слила около 2/3

раствора в канализацию, удерживая при этом осадок магнитом, и снова залила в колбу дистиллированную воду. Хорошенько её взболтала и опять поставила на магнит. Операцию повторяла до тех пор, пока pH раствора не достигла 7.5–8.5. Это нежно- раствором зелёная окраска индикаторной бумаги «Лахема» при смачивании её промывным раствором.

Шкала ph раствора

2/3, загущённую суспензия была отфильтрована через бумажный фильтр на воронке,

а полученный осадок чёрного цвета смешан с 7.5 грамма натриевой соли олеиновой кислоты.

Шаг 9

Шаг 10

прогрела до 80°С на электрической плитке, хорошо перемешивая, в течение

часа.

Шаг 14

К полученной суспензии я долила 50 мл дистиллированной воды и

тщательно размешала получившуюся коллоидную систему.

Шаг 15

в двух состояниях жидком и твердом.
Магнитная жидкость «управляется» в помощью

магнита
Ферромагнитные жидкости очень полезны и применятся во многих отраслях