UEG – UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS

UNUCET- UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DE ANÁPOLIS

CURSO DE QUÍMICA INDUSTRIAL

3º PERÍODO

PREPARAÇÃO DA MAGNETITA Fe3O4

Diogo dos Santos

Gabriella Costa

João Paulo Santos

Talles Viller

Anápolis

2010

Introdução

A magnetita é considerada um mineral com propriedades magnéticas, sua formula química é geralmente dada por Fe3O4 O mineral apresenta forma cristalina isométrica, geralmente na forma octaédrica. É um material de dureza 5.5 - 6,5, quebradiço, fortemente magnético, de cor preta, de brilho metálico, com peso específico entre 5,158 e 5,180. É um mineral que se dissolve lentamente em ácido clorídrico.

Os óxidos de ferro, dada a abundância do ferro e suas propriedades, exerce papel fundamental na crosta terrestre. Vale reforçar que, em temperatura ambiente, esse óxido tem uma estrutura cristalina formada por dois sítios: um octaédrico e outro tetraédrico. Nessa estrutura  cristalina encontra-se átomos de Fe2+ e Fe3+, distribuídos da seguinte forma: [Fe3+]{Fe2+Fe3+}O4, em que [ ] sítio tetraédrico e { } sítio octaédrico.

Na natureza, a magnetita é encontrada incrustada em rochas e solo, por causa dos seus processos de formação é normal encontrar em sua estrutura cúbicas cátions, que são diferente do Fe. A presença desses cátions substituintes do Fefizeram com que alguns autores considerassem a magnetita uma fonte de nutrientes para o solo. Esse processo ocorre durante a sua transformação a hematita (gama-Fe2O3).

Muito curiosamente, a magnetita também pode ser encontrada em locais não muito comuns como pode se pensar é possível encontrá-la em bacterias (magnetospirillum, magnetotacticum) e em cérebros de abelhas, de cupins, de alguns pássaros e até mesmo em cérebros humanos. Acredita-se que os cristais de magnetitas estão envolvidos na magneto recepção, no senso de polaridade ou inclinação do campo gravitacional da Terra.

A utilização da magnetita é muito variada, tendo em vista suas prioridades, na área biomédica, a magnetita tem sido utilizada na nanotecnologia (ou nanobiotecnologia). Dadas as suas propriedades físicas e químicas esse óxido de ferro possui potencial para produzir avanços importantes no diagnóstico por imagem e terapêutica do câncer.

Tem-se pesquisado sua utilização em imunolocalização de células tumorais com o uso de magnetita é feita com suas nanopartículas que tem propriedades super paramagnéticas, o que permite obter a detecção precoce de tumores e micrometástases por ressonância magnética nuclear (RMN).

A impregnação de células tumorais com nanopartículas de magnetita também pode facilitar a erradicação de tumores, mediante uma lise celular focal e dirigida pelo processo de magneto-hipertermia.

A questão a ser resolvida nesse tipo de tratamento é a incorporação da magnetita pelas células cancerígenas.

 O arranjo cristalino da magnetita conferem a ela a possibilidade de produzir clusters, formando uma folha. Assim é possível gerar campos magnéticos por toda a folha, cujas aplicações são inúmeras.

Magnetita

Objetivos

Sintetizar a magnetita cuja formula molecular é Fe3O4.

Materiais utilizados

  • Béquer;

  • Pisseta;

  • Balança analítica;

  • Proveta;

  • Chapa aquecedora;

  • Bastão de vidro;

  • Funil;

  • Papel de filtro;

  • Vidro relógio;

Reagentes utilizados

  • Sulfato ferroso heptahidratado;

  • Água destilada;

  • Nitrato de potássio;

  • Hidróxido de potássio;

  • Acido clorídrico;

  • Cloreto de bário;

Procedimento experimental

Dissolvemos 27,8 g de sulfato ferroso em 200 ml de água, adicionamos 0,84 g de nitrato de potássio juntamente com 15 g de hidróxido de potássio em 100 ml de água. Aquecemos até aproximadamente 75ºC, logo depois misturamos as soluções. Observa-se um precipitado gelatinoso. Continuamos o aquecimento por mais 10 minutos sob agitação. Vimos a mudança de cor do precipitado de verde para negro. Deixamos resfriar até a temperatura ambiente e acidificamos a solução com acido clorídrico. Filtramos o precipitado por meio de uma filtração simples, faz-se o teste do cloreto de bário. Deixe o produto secar e os pese.

Resultados e discussões

1ª solução:

Na dissolução do sulfato ferroso em água destilada, observamos que a solução formada era de cor amarelada. A reação é descrita a seguir:

FeSO4.7H2O → Fe2+(aq) + 3SO42-(aq) + 7H2O

2ª solução:

Na dissolução do nitrato de sódio em hidróxido de potássio, observamos que a solução formada era incolor.

NaNO3 + KOH → K+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq)

Quando misturamos as duas soluções vigorosamente, observamos a formação de um precipitado gelatinoso espesso de cor verde, o que caracteriza a formação do Fe(OH)2 .

FeSO4.7H2O + NaNO3 + KOH → Fe(OH)2 + Na+(aq) + NO3-(aq) + SO4- (aq) + K+(aq)

Quando submetemos a solução ao aquecimento na chapa elétrica, observamos uma mudança na coloração de verde para negra, isso porque conforme o Fe(OH)2 vai oxidando para formar Fe3O4 (magnetita), ele vai escurecendo.

Fe2+ + OH- → Fe(OH)2 + O2 → Fe2O3 + O2 → Fe3O4

Adicionamos o ácido clorídrico à solução, à temperatura ambiente, para ser quebrada a formação do precipitado de Fe(OH)2 .

Decantamos o precipitado de magnetita e fizemos o teste para sulfato com cloreto de bário. Nesse teste, se ao colocarmos uma gota de cloreto de bário à solução decantada e houver a formação de um precipitado branco de BaSO4, indica que a solução possui sulfato. E foi o que aconteceu.

No final, caracterizamos o produto com o auxílio de um ímã, indicando a presença de ferro.

Conclusão

Este experimento nos trouxe algo muito importante onde nem sempre temos um composto que contém somente um estado de oxidação no caso o Fe que está em 2+ e também em 3+. Vimos que a síntese não difícil, porém um pouco longo visto que realizamos a filtração do magnetita a simples o que demorou na sua síntese.

Notamos também que este é um precipitado típico do ferro visto que na própria coloração onde foi um negro muito intenso.

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