JERNFYLDNINGER: EGENSKABER, HVORDAN DE FREMSTILLES, TOKSICITET, ANVENDELSER - KEMI - 2025

De jernspåner er et materiale bestående af små partikler af metallisk jern. Partiklerne er små nok til at ligne sort sort sand, der udviser meget interessante egenskaber som respons på deres interaktion med et magnetfelt.

Også dette sand eller arkivering blandes ofte med andre stoffer for at skabe det, der kaldes en ferromagnetisk væske. Dette opfører sig som om det var en piggsvin eller sort pindsvin; eller på den anden side, hvis den er dækket med en polymer, giver det indtryk af, at den dannede masse tager sin egen levetid under magneternes stimuli.

Jernfilinger på en magnet. Kilde: Aney via Commons Wikimedia.

Billedet ovenfor viser et agglomeratprodukt af den tiltrækningskraft, der føles ved jernfilinger mod en magnet. Denne egenskab har tjent ham til at blive brugt siden umindelige tider i akademiet som et manifest af magnetisme; enten i folkeskolen og på college.

Jernarkivering skal behandles eller ses som en anden fysisk måde at arrangere metallet på. Derfor kan du forvente, at dine applikationer går i kredsløb omkring små partikler, såsom forurenende stoffer, i små rum eller store overflader.

Egenskaber ved jernfilinger

Egenskaberne ved jernfilm, der stammer fra større jernstykker, er nøjagtigt de samme som for metal. Nogle af disse egenskaber er som følger:

-Det er et magnetisk fast stof med metalliske og grålige glints.

-Opløseligt i vand og organiske opløsningsmidler, der ikke giver surhedsgrad.

-Det er følsomt over for oxidation, hvis det udsættes for længe for luft og vand.

- På grund af sit større overfladeareal kan det let tænde ild, hvis det kommer i kontakt med høje temperaturer.

-Dens smelte- og kogepunkter er henholdsvis 1535 og 3000ºC.

-Tætheden af ​​disse filinger er 7,86 g / ml.

-Selv om det ikke er en fysisk egenskab, varierer størrelsen på dens partikler afhængigt af metoden, hvorpå de fremstilles, og hvordan de behandles.

Hvordan er de lavet?

Følg en række relativt enkle trin for at fremstille eller oprette jernfolier.

skære

Det begynder med et stykke jern, hvorfra dets partikler opnås. Hvis nævnte stykke er rørformet, anvendes en fræser; og hvis det er fladt, en radial til at slibe overfladen, som et træark, der afgiver savsmuld.

sigtning

Partiklerne opnået ved en hvilken som helst af teknikkerne eller værktøjerne anvendt til metalskæring kan være af meget forskellige størrelser. Det ønskes, at filingerne kun har de mindste partikler; derfor sigtes de for at adskille pulveret fra større stykker eller krystaller.

Jo mere raffineret sigten er, desto mindre er partiklerne og desto finere bliver filingerne. Til læringsformål er en typisk køkkenfilter tilstrækkelig.

Vasket

Endelig vaskes jernfiltringerne.

Én metode består i at nedsænke dem i vand og i bunden af ​​beholderen at placere en magnet til at adskille urenheder fra arkiveringerne, så førstnævnte forbliver suspenderet; og dekanter derefter med resten af ​​vandet. Denne procedure gentages flere gange, indtil arkiveringene anses for at være tilstrækkelig grålig i farve.

Ulempen ved den foregående metode er, at vandet favoriserer oxidation af filingerne i rust.

En anden metode, i modsætning til den første, bruger mineralolie eller glycerin. Olien hjælper med at fjerne rust eller rust fra filinger ved mekanisk omrøring. Suspensionen får lov til at stå, så arkiveringerne sætter sig i bunden. Når dette er gjort dekanteres den beskidte olie, og proceduren gentages flere gange, indtil arkiveringen er ren.

Fordelen ved at bruge olie er, at der garanteres større modstand mod oxidation. Det er også et passende middel til at opbevare arkivering på lager. Når de skal bruges, lægges de på absorberende papir så mange gange som nødvendigt, indtil de ikke pletter det.

Toksicitet

Jernfyldninger udgør ingen fare for kroppen; i det mindste ikke i normale situationer og i fravær af høje temperaturer eller kemikalier, der reagerer voldsomt med jern.

Fordi de er så små, kan de let glide gennem næseborene eller øjnene og forårsage irritation. Imidlertid har jernfilinger ikke en stærk absorption i huden, så der er ikke rapporteret om mulige negative effekter.

Applikationer

Magnetiske feltlinjer eksperiment

Jernfilminger er meget følsomme over for magneternes magnetfelt. Hver jernpartikel opfører sig som en lille magnet, der linjer op for eller mod nord- og sydpolen af ​​centralmagneten.

Således tiltrækker og afviser den ene jernpartikel den anden, hvilket skaber karakteristiske cirkulære (i papir) eller sfæriske (i væsker som vand og olie) mønstre. På billedet herunder kan du for eksempel se, hvordan jernfilinger er rettet i det resulterende magnetfelt over de to poler i en magnet.

Jernfilinger, der interagerer med magnetens magnetfelt. Kilde: Newton Henry Black.

Endnu mere interessant er det at udvikle eksperimentet med arkiveringer (også kaldet spån) nedsænket i en væske. Magneten ser ud til at have magten til at give dem et eget liv og de opnåede mønstre er mere overraskende.

adsorbent

Jernfilminger kan have en affinitet for visse forbindelser, der interagerer elektronisk med deres metalliske overflade.

På denne måde er de i stand til at tilbageholde fosfor og calciumalginat-biopolymerer. Dette gøres med det formål at rense et medium, såsom en sø, af specifikke forbindelser.

Genudfrysning og jernkilde

Jernfilinger repræsenterer en anden kilde til jern end dets salte, ruster, sulfider og andre mineraler. De har også fordelen med et større overfladeareal, der er proportionalt med dets reaktivitet eller tilsætning; sidstnævnte proces kan for eksempel udføres ved co-udfældning af jern.

En polymer kan udvise ferromagnetisme eller en anden egenskab, hvis det lykkes at inkorporere metallisk jern i dens struktur fra filinger. Imidlertid kan jern-nanopartikler, stadig tusinder af gange mindre end arkivering, let imødekomme dette samme mål.

Referencer

1. Wikipedia. (2019). Jernfyldninger. Gendannet fra: en.wikipedia.org
2. Mirko Pafundi. (2016, 11. august). Strygejern i vandet. Supermagnete. Gendannes fra: supermagnete.de
3. Industrial Research Inc. (2016). Jernfyldninger MSDS. Gendannes fra: iron-filing.com
4. State of Victoria. (Sf). Separat jernfyldninger, salt og sand. Gendannes fra: primaryconnections.org.au
5. Natarajan P, Gulliver J., Arnold B. (2016). Ionindgivelse af ansøgning om at reducere intern fosforbelastning i søer. Institut for Civil-, Miljø- og Geoteknik
6. University of Minnesota, Minneapolis.
7. AN Bezbaruah et al. (2009). Indfangning af jern-nanopartikler i calciumalginatperler til grundvandsanvendelse. Journal of Hazardous Materials 166. 1339-1343.