ÎNVELIȘURI DE FIER: PROPRIETĂȚI, MODUL ÎN CARE SUNT FABRICATE, TOXICITATE, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Amestecurile de fier sunt un material format din particule mici din fier metalic. Particulele sunt suficient de mici pentru a arăta ca nisipul negru, care prezintă proprietăți foarte interesante ca răspuns la interacțiunea lor cu un câmp magnetic.

De asemenea, acest nisip sau filaj este adesea amestecat cu alte substanțe pentru a crea ceea ce se numește fluid feromagnetic. Acest lucru se comportă ca și cum ar fi un arici de porc sau arici negru; sau, pe de altă parte, dacă este acoperită cu un polimer, dă impresia că masa formată își duce o viață proprie sub stimulii magneților.

Filaturi de fier pe un magnet. Sursa: Aney via Commons Wikimedia.

Imaginea de mai sus arată un produs aglomerat al atracției resimțite de filanele de fier către un magnet. Această proprietate i-a servit pentru a fi folosit din timpuri imemoriale în academie ca manifest al magnetismului; fie în școala elementară, cât și în facultate.

Depozitarea fierului trebuie tratată sau privită ca un alt mod fizic de a aranja metalul. Prin urmare, vă puteți aștepta ca aplicațiile dvs. să orbiteze în jurul particulelor mici, cum ar fi contaminanții, în spații mici sau suprafețe mari.

Proprietățile straturilor de fier

Proprietățile filajelor de fier, provenite din piese de fier mai mari, sunt exact aceleași ca și pentru metal. Unele dintre aceste proprietăți sunt următoarele:

-Este un solid magnetic cu străluciri metalice și cenușii.

-Insolubil în apă și solvenți organici care nu prezintă aciditate.

-Este sensibil la oxidare dacă este expus prea mult timp la aer și apă.

-Datorită suprafeței sale mai mari, poate lua foc cu ușurință dacă vine în contact cu temperaturi ridicate.

-Punctele de topire și fierbere sunt de 1535 și, respectiv, de 3000 ºC.

-Densitatea acestor filinguri este de 7,86 g / ml.

-Deși nu este o proprietate fizică, mărimea particulelor sale variază în funcție de metoda cu care sunt produse și de modul în care sunt procesate.

Cum sunt făcute?

Pentru a realiza sau a crea filaje de fier, urmați o serie de pași relativ simpli.

a tăia

Începe cu o bucată de fier din care vor fi obținute particulele. Dacă piesa respectivă este tubulară, se folosește o freză; și dacă este plat, un radial pentru a șlefona suprafața, ca o foaie de lemn care emană rumeguș.

Strecurare

Particulele obținute prin oricare dintre tehnicile sau instrumentele utilizate la tăierea metalelor pot avea dimensiuni foarte diferite. Se dorește ca filările să aibă doar cele mai mici particule; prin urmare, sunt sitate pentru a separa pulberea de bucăți sau cristale mai mari.

Cu cât sita este mai rafinată, cu atât particulele sunt mai mici și mai fine. Cu toate acestea, în scopuri de învățare, un filtru tipic de bucătărie este suficient.

Spălat

În cele din urmă, straturile de fier sunt spălate.

O metodă constă în scufundarea lor în apă și, în partea de jos a recipientului, așezarea unui magnet pentru a separa impuritățile de praguri, astfel încât primele să rămână suspendate; și, astfel, decantați cu restul de apă. Această procedură se repetă de mai multe ori până când se consideră că materialele sunt suficient de gri.

Dezavantajul metodei anterioare este că apa favorizează oxidarea filelor în rugină.

O altă metodă, spre deosebire de prima, folosește ulei mineral sau glicerină. Uleiul ajută la îndepărtarea ruginii sau ruginii din straturi prin agitație mecanică. Suspensia este lăsată să stea astfel încât filingurile să se așeze în partea de jos. După ce se face acest lucru, uleiul murdar este decantat și procedura se repetă de mai multe ori până când curățările sunt curate.

Avantajul utilizării uleiului este că este garantată o rezistență mai mare la oxidare. Este, de asemenea, un mijloc adecvat de păstrare a depozitelor. Atunci când vor fi utilizate, acestea sunt puse pe hârtie absorbantă de câte ori este necesar, până când nu o pătează.

Toxicitate

Învelișurile din fier nu reprezintă niciun pericol pentru organism; cel puțin, nu în situații normale și în absența temperaturilor ridicate sau a substanțelor chimice care reacționează violent cu fierul.

Deoarece sunt atât de mici, pot aluneca ușor prin nări sau ochi, provocând iritare. Cu toate acestea, straturile de fier nu au o absorbție puternică în piele, astfel încât nu s-au raportat efecte posibile negative.

Aplicații

Experimentul liniilor de câmp magnetic

Filarele de fier sunt foarte sensibile la câmpul magnetic al magneților. Fiecare particulă de fier se comportă ca un magnet mic care se aliniază pentru sau împotriva polilor nord și sud ai magnetului central.

Astfel, o particulă de fier atrage și respinge cealaltă, ceea ce dă naștere unor modele circulare caracteristice (pe hârtie) sau sferice (în fluide, cum ar fi apa și uleiul). În imaginea de mai jos, de exemplu, puteți vedea modul în care filierele de fier sunt aliniate în câmpul magnetic rezultat pe cei doi poli ai unui magnet.

Filaturi de fier care interacționează cu câmpul magnetic al unui magnet. Sursa: Newton Henry Black.

Și mai interesant este dezvoltarea experimentului cu filajuri (numite și bărbierit) cufundate într-un fluid. Magnetul pare să aibă puterea de a le oferi o viață proprie și tiparele obținute sunt mai surprinzătoare.

Adsorbant

Învelișurile de fier pot avea o afinitate pentru anumiți compuși, care interacționează electronic cu suprafața lor metalică.

În acest fel, sunt capabili să rețină, de exemplu, biopolimeri de fosfor și alginat de calciu. Aceasta se realizează în scopul purificării unui mediu, cum ar fi un lac, de compuși specifici.

Coprecipitarea și sursa de fier

Depozitele de fier reprezintă o altă sursă de fier decât sărurile, ruginile, sulfurile și alte minerale. De asemenea, au avantajul unei suprafețe mai mari, care este proporțională cu reactivitatea sau adăugarea sa; ultimul procedeu poate fi realizat, de exemplu, prin co-precipitare a fierului.

Un polimer poate manifesta ferromagnetism sau o altă proprietate dacă reușește să încorporeze fierul metalic în structura sa din filinguri. Cu toate acestea, nanoparticulele de fier, încă de mii de ori mai mici decât depozitele, pot atinge cu ușurință acest același obiectiv.

Referințe

1. Wikipedia. (2019). Umpluturi de fier. Recuperat de la: en.wikipedia.org
2. Mirko Pafundi. (2016, 11 august). Filaturi de fier în apă. Supermagnete. Recuperat din: supermagnete.de
3. Industrial Research Inc. (2016). Umpluturi de fier MSDS. Recuperat de la: iron-filing.com
4. Statul Victoria. (Sf). Separarea umpluturilor de fier, sare și nisip. Recuperat din: primaryconnections.org.au
5. Natarajan P, Gulliver J., Arnold B. (2016). Aplicații de depunere a ironului pentru reducerea încărcării interne de fosfor în lacuri. Departamentul Civil, Mediu și Geo-Inginerie
6. Universitatea din Minnesota, Minneapolis.
7. AN Bezbaruah și colab. (2009). Înfășurarea nanoparticulelor de fier în perle de alginat de calciu pentru aplicații de remediere a apelor subterane. Jurnalul materialelor periculoase 166. 1339-1343.