Química Inorgânica Fundamental

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Universidade Estadual de Santa Cruz

Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas

Química Inorgânica Fundamental – CET024

Prof. Dr. Rodrigo Luis Santos

Relatório do experimento 08

Síntese da Magnetita

 Alunos: Laís Moreira

              Lucimara Magalhães

              Slayane oliveira

             

Ilhéus

02 de fevereiro de 2017

 1. INTRODUÇÃO

O ferro é o segundo metal mais abundante e o quarto elemento da crosta terrestre. Esse metal aparece principalmente sob a forma de óxidos e carbonatos e, menos comumente, como sulfeto. Os óxidos minerais mais importantes são a hematita, Fe2O3, a magnetita, Fe3O4, e a limonita, 2Fe2O3.3H2O.

Os pigmentos magnéticos são substâncias ferromagnéticas em forma de partículas microcristalinas. São componentes essenciais de fitas magnéticas (som e vídeo) e de discos de computadores. Os principais compostos magnéticos usados como pigmentos são a magnetita (Fe3O4), maghemita (γ-Fe2O3), ferro metálico e dióxido de cromo (CrO2).

O magnetismo molecular (MM) é uma área de pesquisa relativamente nova e multidisciplinar, que envolve a participação de físicos e químicos, teóricos e experimentais, além de bioquímicos e engenheiros de materiais. Segundo Olivier Kahn, esta nova área do conhecimento esta fundamentada na obtenção racional de compostos originais, visando propriedades acopladas ao magnetismo, tais como solubilidade, biocompatibilidade, fotomagnetismo, supercondutividade. [ALVES. S. A. Estudo de Magnetos Moleculares Através de Cálculos de Primeiros Princípios]

A grande versatilidade dos magnetos moleculares nos permite sintetizar diferentes compostos, variando os metais ou os ligantes, para que possamos ter novas propriedades magnéticas e compostos agrupados com as mais distintas geometrias, desde a escala 0D (pontos quânticos magnéticos),1D (nanofios), 2D (multicamadas moleculares bidimensionais), chegando à escala em três dimensões (magnetos massivos).

Essa variedade ocorre devido ao fato de os magnetos moleculares possuírem uma molécula como matriz portadora de spin. Assim, diferente dos magnetos clássicos, que apresentam apenas propriedades do magnetismo, estes materiais apresentam também propriedades relacionadas com sua simetria, distribuição eletrônica e propriedades ópticas, fazendo com que as diferentes possibilidades de combinação abram novas fronteiras no estudo dos mesmos.

As propriedades que os magnetos moleculares apresentam são comuns às dos magnetos clássicos, como baixa densidade, produção a baixa temperatura e alta magnetização. Porém, os moleculares apresentam características próprias, como solubilidade, baixa contaminação do ambiente, capacidade de atuarem como isolantes elétricos, supercondutividade e transparência à luz, e que raramente são encontradas nos clássicos.

Essas propriedades acima descritas estão diretamente relacionadas com o momento magnético do composto, que depende de sua distribuição eletrônica, baseada na regra de Hund (figura 1). Os materiais magnéticos podem ser classificados como diamagnéticos (quando a espécie química possui todos os elétrons emparelhados), paramagnéticos (composto no qual há pelo menos um elétron desemparelhado) e ferromagnéticos (onde há muitos elétrons desemparelhados).

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Figura 1: distribuição eletrônica para o átomo de Ferro, na qual cada seta indica um elétron, com spin up ou spin down.[3] Podemos aplicar os materiais magnéticos como dispositivos eletromagnéticos (geradores, motores), eletroacústicos (fones, agulhas magnéticas, toca-discos) e de torque (medidores de potência elétrica, etc.). Porém, uma nova importância destes compostos surgiu nos últimos anos: a gravação magnética. Nesta fundamental aplicação, a informação decorrente de um sinal elétrico pode ser armazenada nos magnetos moleculares, de modo que a informação possa ser recuperada posteriormente. [CAMPOS. S. A. A. L.; ALVES. A. W; SOUZA. A. J; PADUAN- FILHO. A. Síntese, Caracterização e Estudo de Materiais Magnéticos Moleculares]

2. OBJETIVO

Preparar um composto magnético a partir de reagentes não magnéticos.

3.MATERIAIS E MÉTODOS

1.   MATERIAIS UTILIZADOS

• Solução de FeNH4(SO4)2.12H2O (48 g/L);
• Solução FeSO4.7H2O (24 g/L);
• Solução de hidróxido de amônio (80 mL/L);
• Imã;
• Álcool etílico;
• Água Destilada.
• Papel filtro;
• Suporte;
• Funil;
• Tubo de ensaio;
• Estufa;
• Béquer de 250 mL.

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

a) Parte 1

Preparou-se um banho-maria colocando aproximadamente 100 mL de água em um béquer de 250 mL de capacidade. Em seguida colocou-se 2 mL em um tubo de ensaio da solução de FeNH4(SO4)2.12H2O (48 g/L) neste mesmo tubo, acrescentou-se 2 mL da solução FeSO4.7H2O (24 g/L). Finalmente, acrescentou-se à mistura, 10 mL da solução de hidróxido de amônio (80 mL/L) e agitou-o e observou-se a reação.

b) Parte 2

Colocou o tubo de ensaio para aquecer na água quente e aguardou-se entre 10 min. para testar o composto. Posteriormente retirou-se o tubo de ensaio d’água e aproximou o imã no fundo do tubo. Observou-se.

c) Parte 3

Preparou-se uma filtração do composto com um suporte e funil. Em seguida pesou-se o papel de filtro. Adicionou-se 5 mL d’água ao tubo e agitou-o. Fez-se a filtração do composto e o lavou com 5 mL de álcool etílico. E por fim colocou-se o papel de filtro com o composto para secar numa estufa por 5 minutos depois determinou-se a massa do conjunto (papel filtro + magnetita).