Ferro-Fluido

E S T A D O D E G O I Á S

Universidade Estadual de Goiás

Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas

Curso: Química Licenciatura

Disciplina: Química Inorgânica Experimental I

Prof. Dr. José Daniel Ribeiro de Campos

Aula no 10

Síntese de Ferrofluido

Anápolis, 02 de julho de 2014.

1. Introdução

Os ferrofluidos se originaram na década de 1960, em tentativas da agência americana (NASA) de criar combustíveis que pudessem ser controlados na ausência de gravidade. A solução encontrada foi moer partículas magnéticas e dispersá-las no combustível, de modo que ele pudesse ser direcionado por meio da aplicação de um campo magnético. Desde então, as técnicas de síntese se aperfeiçoaram, e hoje se produz fluidos magnéticos das mais diferentes características, usados em diversas aplicações tecnológicas e biomédicas (MACHADO, 2002).

Fluidos magnéticos, também chamados ferrofluidos, são suspensões de pequenas partículas magnéticas com um diâmetro médio de aproximadamente 10nm dispersas em um líquido-base apropriado, usualmente óleos sintéticos, éster ou água, dependendo da aplicação. As pequenas partículas são tratadas como ímãs permanentes agitados pela ação térmica das moléculas do líquido-base. Na ação de um campo, as partículas tendem a se orientar na direção desse campo (CUNHA, 2006).

Os ferrofluidos estáveis em condições fisiológicas (pH neutro e salinidade de 0,9 %) são denominados de ferrofluidos biocompatíveis, cujas partículas magnéticas estão cobertas com uma camada molecular biocompatível para prevenir a formação de grandes agregados, mudanças da estrutura original e biodegeneração quando expostas aos sistemas biológicos (GAMARRA, 2006).

Esse tipo de material, que combina propriedades dos fluidos com dos magnetos, apresenta grande curiosidade e interesse por meio da comunidade científica. Avanços após a metade do século passado permitiram desenvolvimento de métodos mais eficientes para a preparação de fluidos magnéticos e, atualmente, sua pesquisa consiste numa importante vertente da nanociência e nanotecnologia (GAMARRA, 2006).

Os fluidos magnéticos são classificados como um tipo de colóide denominado liófilo, em virtude da interação considerável entre as nanopartículas e o solvente. A estabilidade do fluido magnético é resultado dessas interações e das interações inter-partículas(Agitação térmica, interação entre domínios magnéticos, interações de Van der Waals, etc. De maneira geral, procura-se modificar a superfície das nanopartículas para maximizar as interações com o solvente e minimizar as interações inter-partículas, a fim de estabilizar o fluido magnético (MACHADO, 2002).

Apesar do nome sugerir de outra forma, os ferrofluidos não indicam o ferromagnetismo, já que não retém a magnetização na ausência de um campo externo. Na verdade, os ferrofluidos demonstram o superparamagnetismo, devido a sua grande susceptibilidade magnética. Este comportamento é resultado da grande tendência de alinhamento dos momentos magnéticos das partículas com o campo aplicado. Campos magnéticos da ordem de 1 Tesla, que na maioria dos materiais não induz magnetização observável, pode levar a um nível de alinhamento dos momentos magnéticos próximo de 100% (correspondente a todos os momentos magnéticos perfeitamente alinhados com o campo magnético externo). Ferrofluidos permanecem como os únicos líquidos com propriedades magnéticas acentuadas e úteis para aplicações (MACHADO, 2002).

2. Objetivo

Sintetizar o oxido ferroso (magnetita) e observar seu comportamento à presença de um campo magnético.

3. Materiais

3.1. Equipamentos

• Bastão de vidro;

• Béquer de 100 mL;

• Béquer de 250 mL;

• Bureta de 50 mL;

• Chapa de aquecimento com agitação;

• Conta gota;

• Garra;

• Imã;

• Peixinhos;

• Suporte universal;

• Vidro relógio.

3.2. Reagentes

• FeCl2 2M;

• FeCl3 1M;

• Hidróxido de tetrametilamônio;

• NH4OH

4. Procedimentos Experimentais

• Preparou-se uma solução com a mistura de 4 mL de FeCl3 a 1 mol/L e 1 mL de FeCl2 a 2 mol/L com peixinho dentro do béquer;

• Colocou-se essa solução para agitação na chapa de aquecimento;

• Preencheu-se a bureta de 50 mL com NH4OH, montou-se o sistema universal dentro da capela de modo que a transferência de Hidróxido de amônia fosse feita para o béquer que continha a solução anterior em agitação;

• Depois de finalizado essa transferência, com o auxilio do imã retirou-se o peixinho de dentro da solução;

• Deixou-se a solução em repouso na bancada para a decantação da magnetita;

• Transferiu-se o precipitado, a magnetita, para outro béquer com o máximo de aproveitamento possível;

• Adicionou-se 2 mL de Hidróxido de tetrametilamônio e mexeu-se com o bastão de vidro por aproximadamente 1 minuto a fim de suspender o sólido no líquido;

• Utilizou-se um imã forte para