Síntesis magnetita

Laboratorio de Elementos de Transición y Organometálicos
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA Alumnos: Aguilar Suárez Luis Enrique Equipo: 2 Monroy Eligio Ana Karen Grupo: 51 Santamaría Dávila Verónica Práctica No. 1: Síntesis de óxido ferroso férrico (Magnetita) Plan Educativo: Químico Fecha: 19/Agosto/2012

 Objetivo Obtener en el laboratorio magnetita, un compuestode hierro que presenta propiedades magnéticas, propias de los compuestos de los metales de transición.  Hipótesis Mediante la oxidación moderada de iones ferrosos y acidulación se forma magnetita, que es atraída por un imán.  Antecedentes Los átomos de elementos de metales de transición poseen electrones no apareados. La presencia de estos electrones no apareados se puede determinar fácilmentea partir de las propiedades magnéticas de dicho elemento. Si átomos que solo contienen electrones con espines apareados se colocan en un campo magnético, experimentan una repulsión débil. Este fenómeno se llama diamagnetismo. En cambio, los átomos que contienen uno o más electrones no apareados son atraídos por el campo magnético. Este comportamiento de los electrones no apareados se llamaparamagnetismo. La atracción de cada electrón no apareado es muchas veces más fuerte que la repulsión de todos los electrones con espines apareados de ese átomo. [4] Para explicar con mayor detalle este fenómeno, podemos ver al electrón como una partícula que gira sobre su propio eje y genera un momento magnético que es permanente y que, además, produce una atracción hacia la parte más fuerte del campo.En ausencia de un campo magnético, las orientaciones de estos campos magnéticos atómicos son al azar; estos dipolos atómicos son capaces de girar y mediante una rotación, se alinean de forma preferente con un campo magnético externo. Debido a la presencia de estos electrones desapareados, los materiales, como la magnetita, que presentan ferromagnetismo pueden ser atraídos en presencia de un campomagnético moderado o intenso. [4] La magnetita es un mineral de hierro constituido por óxido ferroso – diférrico; su fórmula general corresponde a [Fe2+(Fe3+)2O4], que es la fórmula típica de una estructura cristalina de espinela (Fig. 2). Cristaliza en el sistema cúbico, generalmente en octaedros o rombododecaedros donde el oxígeno forma la red cúbica de cara centrada; los cationes Fe2+ y Fe3+forman los sitios octaédricos (32 espacios) y el exceso de cationes de Fe3+, junto con el oxígeno forman los sitios tetraédricos (64 espacios).[1] Su color es pardo negruzco y tiene un ligero brillo metálico (Fig. 1). Es un mineral muy denso, frágil, duro y con la propiedad de poder atraer al hierro y al acero así como algunos otros metales. [1] Fig. 1) Apariencia física de la magnetita

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Su fuerte poder de atracción magnética se debe a un fenómeno único de paramagnetismo; los momentos magnéticos de los distintos cationes de hierro del sistema se encuentran acoplados por interacción antiferromagnética; es decir, la interacción hace que los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección pero en sentido inverso.Si se tiene la misma cantidad de spines en direcciones contrarias, estas se cancelan y el material no presenta momento magnético; pero por el contrario, si el número de spines de direcciones contrarias es diferente se tiene como resultado un momento dipolar magnético en el material, esto último sucede en la magnetita. [3] Para la obtención de magnetita en el laboratorio se han dispuesto diversosprocedimientos, entre los cuales sobresale la vía hidrotermal, alternativa que se utiliza en esta práctica, pues representa las mejores condiciones de formación del producto en medio acuoso. Además, controlando los precursores es posible la obtención de magnetitas con diferentes composiciones. [3]

Fig. 2) Estructura de espinela de la magnetita

La síntesis hidrotermal de la magnetita pura se...