Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

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10 Herstellungsmethoden von Ferrofluiden Schließlich wurde der Niederschlag erneut mit Wasser aufgeschwämmt und auf etwa 90 ◦ C erhitzt und eine Mischung von einem Teil Ölsäure und 10 Teilen n-Decan tröpfchenweise hinzugegeben. In diesem Fall 5 ml Ölsäure und 50 ml Decan. Es erfolgte eine Trennung zwischen einer organischen und einer wässrigen Phase, letztere mit Hilfe einer Pipette soweit wie möglich entfernt wurde. Anschließend wurde der schwarze Niederschlag auf etwa 130 ◦ C erhitzt, um Restwasser zu tilgen. Im Anschluss daran wurde der Niederschlag abgekühlt und nach und nach noch etwas Decan hinzugegeben. Dabei wurde immer wieder mittels Magnet geprüft, ob sich Instabi- litäten bildeten. Dies war bereits nach einer geringen Zugabe von Decan der Fall. 10.4.4 Vereinfachte Herstellungsvariante Die vorige Methode funktioniert und liefert ein gutes Ergebnis, jedoch ist die Herstellung relativ zeitintensiv. Da es Ziel dieser Arbeit war, eine Herstellungsvariante zu finden, die sich auch im Schulgebrauch anwenden lässt, wurde nach einer Variante mit überschaubarem Arbeitsaufwand und mit möglichst wenig benötigten Gerätschaften gesucht. Außerdem sollte die Herstellung kostengünstig sein. Aus diesem Grund wurde nach anderen Herstellungsmöglichkeiten gesucht. In diesem Zu- sammenhang kam unter anderem eine Anleitung zur Herstellung eines Ferrofluids auf wäss- riger Basis von Doris Chan et al. [Chu05] zur Anwendung: Benötigte Utensilien und Chemikalien: Chemikalien Utensilien 5, 4065 g FeCl 3 · 6 H 2 O Waage 1, 9881 g FeCl 2 · 4 H 2 O 3 Bechergläser 8, 3335 ml NH 4 OH (29%ig) Spatel 2, 8 g Ölsäure Magnetrührer 5 ml Tetramethylammoniumhydroxid (25%-ig) Bürette destilliertes Wasser Zu Beginn werden wieder das Eisen(III)chlorid in 20 ml und das Eisen(II)chlorid in 5 ml Wasser gelöst. Anschließend werden die beiden Flüssigkeiten zusammengegeben und unter Rühren wird mit einer Bürette tropfenweise das mit 250 ml Wasser verdünnte Ammoni- umhydroxid hinzugegeben (siehe Abbildung 10.3 auf der nächsten Seite). Es bildet sich ein schwarzer Niederschlag, das Magnetit. Nun lässt man die Lösung sedimen- 120
10.4 Eigene Herstellungsversuche Abb. 10.3: Die tröpfchenweise Zugabe von verdünntem Ammoniumhydroxid führt zur Ausfällung von Magnetit. tieren, bis sich das Magnetit abgesetzt hat. Um dies zu beschleunigen, kann ein Magnet zur Hilfe genommen werden. Anschließend wird die klare Flüssigkeit abdekantiert. Der Schlamm wird mit Wasser aufgeschwemmt und die Flüssigkeit erneut nach einiger War- tezeit abdekantiert. Diesen Prozess wiederholt man zwei weitere Male, um überschüssiges Ammoniumhydroxid zu entfernen (siehe Abbildung 10.4). Abb. 10.4: Nach vollständiger Zugabe von Ammoniumhydroxid lässt man den Nie- derschlag absetzen. Die klare Flüssigkeit wird mehrmals abdekantiert. Anschließend wird soviel Wasser abdekantiert, bis man ein zähflüssiges Fluid bekommt. 121
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