Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

10.3 Niederschlagsmethode
in der Größe von 60 bis 240 nm, mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von
135 nm. Aufgrund dieser Partikelgröße konnte Pappel davon ausgehen, dass es sich um
eine kolloidale Lösung handelte.
Das Zermahlen von Magnetit zur Herstellung eines Ferrofluids ist ein typisches Beispiel für
einen top-down Herstellungsprozess von Nanoteilchen, d.h. ausgehend von großen Teilchen
werden die Nanopartikel durch sukzessive Verkleinerung erzeugt.
10.3 Niederschlagsmethode
Ebenfalls ist es möglich, ein Ferrofluid über ein bottom-up Verfahren herzustellen. Hierbei
lässt man kleine Magnetitpartikel, die chemisch hergestellt wurden, erst bis zu einer gewis-
sen Größe anwachsen und dann ausfallen. Diese Methode wurde beispielsweise bereits 1938
von W. C. Elmore vorgeschlagen [Elm38]. Ausgangsstoffe sind hierbei Eisen(II)chlorid
FeCl 2 und Eisen(III)chlorid FeCl 3 .
Herstellung der Eisensalze
Das Eisen(II)chlorid erhält man durch Reaktion von Eisen mit Salzsäure HCl:
Fe + 2 HCl aq −→ FeCl 2 · 4 H 2 O + H 2
Eisen(III)chlorid entsteht durch Einleiten von Chlorgas in eine Eisen(II)chlorid Lösung:
2 FeCl 2 + Cl 2 −→ 2 FeCl 3
Durch Eindampfen der Lösungen erhält man schließlich die Eisensalze.
Herstellung nach Elmore
Im folgenden Abschnitt soll die Originalanleitung nach Elmore beschrieben werden
[Elm38]:
Dazu werden 2 Gramm FeCl 2 · 4 H 2 O und 5,4 Gramm Fe 2 Cl 3 · 6 H 2 O in 300 ml heißem
Wasser gelöst. Unter ständigem Rühren wird 5 Gramm NaOH-Salz, das in 50 ml Wasser
gelöst wurde, hinzugegeben. Es findet folgende Reaktion statt:
FeCl 2 · 4 H 2 O + 2 FeCl 3 · 6 H 2 O + 8 NaOH −→ Fe 3 O 4 ↓ + 8 NaCl + 20 H 2 O
115