Versuchsbeschreibung

Aus Eisen(II)-chlorid-Tetrahydrat, Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Ammoniaklösung 25 %, Ölsäure und n-Decan wird ein Ferrofluid hergestellt.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

0.40 g Eisen(II)-chlorid-Tetrahydrat,
FeCl2 · 4 H2O

Eisenchlorür
M: 198.83 g/mol

CAS-Nr.: 13478-10-9
EG-Nr.: 231-843-4

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H318: Verursacht schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/Seife waschen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

1.08 g Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat,
FeCl3 · 6 H2O

Ferrichlorid-Hexahydrat
M: 270.33 g/mol

CAS-Nr.: 10025-77-1
EG-Nr.: 231-729-4

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H318: Verursacht schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/Seife waschen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P313: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

2 mL Ammoniaklösung 25 %, NH4OH

Ammoniakwasser, Salmiakgeist
M: 35.05 g/mol

CAS-Nr.: 1336-21-6
EG-Nr.: 215-647-6
UN-Nr.: 2672

WGK: 2

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H335: Kann die Atemwege reizen.

H400: Sehr giftig für Wasserorganismen.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

Ca. 1 mL Ölsäure, C18H34O2

Oleinsäure, Elainsäure, cis-Octadec-9-ensäure
M: 282.46 g/mol

CAS-Nr.: 112-80-1
EG-Nr.: 204-007-1

WGK: 1

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

H315: Verursacht Hautreizungen.

Ca. 1 mL n-Decan, C10H22

M: 142.28 g/mol

CAS-Nr.: 124-18-5
EG-Nr.: 204-686-4
UN-Nr.: 2247

WGK: 1

GHS02 – Flamme

GHS08 – Gesundheitsgefahr

Gefahr

H226: Flüssigkeit und Dampf entzündbar.

H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein.

EUH066: Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen.

P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

2 × Reagenzglas mit Gummistopfen, 2 × 150-ml-Becherglas, Waage, Glasstab, 2 × 10-ml-Messzylinder, 100-ml-Messzylinder, 3 × Einwegpipette, Supermagnet, pH-Papier, Wägeschälchen aus Kunststoff

 

Versuchsdurchführung

In einem Reagenzglas werden in 4 mL dest. Wasser 1.08 g Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat durch Schütteln gelöst. Ebenso verfährt man mit 0.40 g Eisen(II)-chlorid-Tetrahydrat in 1 mL dest. Wasser. In einem 150-ml-Becherglas werden 50 mL dest. Wasser vorgelegt und 2 mL Ammoniaklösung 25 % zugegeben und kurz mit einem Glasstab gerührt. Die beiden Eisenchloridlösungen werden in ein 150-ml-Becherglas überführt. Unter Umschwenken mit der Hand wird nun, innerhalb von 5 Minuten, die hergestellte Ammoniaklösung tropfenweise zugegeben. Die schwarze Fällung ist Magnetit (Fe3O4). Nach beendeter Zugabe des Ammoniaks wird unter dem Becherglas ein nicht zu kleiner Supermagnet platziert. Die klare Lösung wird abdekantiert, der Magnet muss mit der Hand fixiert bleiben! Das Magnetit wird nun sooft mit 50 mL dest. Wasser gewaschen, bis ein pH-Wert von 7 erreicht wird. Mit dest. Wasser wird der Magnetit in ein Wägeschälchen überführt, wieder der Magnet darunter gehalten und das Wasser ausgegossen. Nun muss zügig weitergearbeitet werden, denn der Magnetit darf nicht eintrocknen. Es bilden sich Klumpen, mit denen kein Ferrofluid mehr zustande kommt! Der Supermagnet verbleibt unter dem Schälchen. Es werden jetzt immer zwei Tropfen Ölsäure und n-Decan auf den Magnetit gegeben und der Magnet unter dem Schälchen bewegt, bis sich kleine Stacheln (Rosensweig-Instabilität) auf der Oberfläche zeigen.

Genauere Angaben zur Menge von Ölsäure und n-Decan können leider nicht gemacht werden, da die Menge von Ansatz zu Ansatz stark variiert.

Ferrofluid lässt sich nicht mehr von Oberflächen oder Textilien entfernen!

 

Reaktionsgleichung

2 FeCl3(aq) + FeCl2(aq) + 8 NH4OH/aq) → Fe3O4↓ + 8 NH4Cl(aq) + 4 H2O

 

Weitere Informationen

Ferrofluid bei Wikipedia

 

Quellenangaben

[1]
T. Jüstel. Praktikum Funktionsmaterialien Versuch V4 – Synthese eines Ferrofluids, 2013. https://www.fh-muenster.de/ciw/downloads/laboratorien/ac/V4_Ferrofluid_WS2015-16.pdf [16.02.2017]

 

Download

Ferrofluid

 

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