Einleitung
Aus Eisen(II)-chlorid-Tetrahydrat, Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Ammoniaklösung 25 %, Ölsäure und n-Decan wird ein Ferrofluid hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
0.40 g Eisen(II)-chlorid-Tetrahydrat, FeCl2 · 4 H2O – 198.81 g/mol Eisenchlorür CAS-Nr.: 13478-10-9 – EG-Nr.: 231-843-4 Acute Tox. 4 (oral), Eye Dam. 1, WGK 1 H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H318 Verursacht schwere Augenschäden. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Merck, 103861, SDB vom 07.06.2021 |
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Gefahr |
1.08 g Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, FeCl3 · 6 H2O – 270.33 g/mol Ferrichlorid-Hexahydrat CAS-Nr.: 10025-77-1 – EG-Nr.: 231-729-4 Met. Corr. 1, Acute Tox. 4 (oral), Skin Irrit. 2, Eye Dam. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H315 Verursacht Hautreizungen. H318 Verursacht schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Merck, 103943, SDB vom 30.07.2021 |
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Gefahr |
2 mL Ammoniaklösung 25 %, NH4OH – 35.05 g/mol Ammoniumhydroxid (IUPAC), Ammoniakwasser, Salmiakgeist CAS-Nr.: 1336-21-6 – EG-Nr.: 215-647-6 Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, STOT SE 3 (Atmungssystem), Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 2, WGK 2 H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335 Kann die Atemwege reizen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P261 Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. P271 Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Merck, 105428, SDB vom 07.06.2021 |
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Ca. 1 mL Ölsäure, C18H34O2 – 282.46 g/mol (9Z)-Octadec-9-ensäure (IUPAC), Oleinsäure, Elainsäure, cis-Octadec-9-ensäure CAS-Nr.: 112-80-1 – EG-Nr.: 204-007-1 WGK 1 Sigma-Aldrich, 75090, SDB vom 29.01.2019 |
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Gefahr |
Ca. 1 mL n-Decan, C10H22 – 142.28 g/mol Decan (IUPAC), Dekan CAS-Nr.: 124-18-5 – EG-Nr.: 204-686-4 Flam. Liq. 3, Asp. Tox. 1, WGK 1 H226 Flüssigkeit und Dampf entzündbar. H304 Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P301 + P330 + P331 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. EUH066 Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen. Sigma-Aldrich, 30540, SDB vom 15.01.2020 |
Produkt
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Achtung |
Ammoniumchlorid, NH4Cl – 53.49 g/mol Salmiak CAS-Nr.: 12125-02-9 – EG-Nr.: 235-186-4 Acute Tox. 4 (oral), Eye Irrit. 2, WGK 1 H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H319 Verursacht schwere Augenreizung. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P280 Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P337 + P313 Bei anhaltender Augenreizung: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. Merck, 101145, SDB vom 07.06.2021 |
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Eisen(II,III)-oxid (Nanopulver, 50–100 nm), Fe3O4 – 251.53 g/mol Trieisentetraoxid, Magnetit, Hammerschlag CAS-Nr.: 1317-61-9 – EG-Nr.: 215-277-5 WGK nwg Sigma-Aldrich, 637106, SDB vom 27.03.2021 |
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
Quellenangaben
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