Neodymium uit harde schijfmagneten

Alle discussies over de experimenten in "Uitgevoerde experimenten". Alleen discussies over de experimenten toegestaan.
spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by spidey » 23 May 2009, 19:46

Hier verloopt de discussie over het experiment Neodymium uit harde schijfmagneten. Je kunt dit experiment hier lezen: viewtopic.php?f=20&t=170&p=1125#p1125

De grote vraag die bij mij achterblijft is waruit de stinklucht bestaat die bij verwarmen van de magneetoplossing wordt gevormd.

Suggesties?


Andere vraag: weet iemand nog andere bronnen van zeldzame aarden?
Het "vuursteentje" van aanstekers schijnt uit mischmetall te bestaan, maar andere producten uit het dagelijks leven waar zeldzame aarden in zitten, ken ik niet.

Iemand ideeën?
Last edited by spidey on 24 May 2009, 00:51, edited 1 time in total.

Rowald
Stikstof
Posts: 155
Joined: 28 Jan 2009, 12:52
Chemistry interests: Inorganic
Location: Vlaams-Brabant

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Rowald » 23 May 2009, 20:20

Zeer boeiende proef Spidey, en mooi uitgevoerd ook!
Ik was al een tijdje van plan om oxaalzuur te kopen, en nu ben ik er nog meer van overtuigd. ;)

Over het stinkend gas dat gevormd is kan ik je niet helpen, maar ivm bronnen van zeldzame aarden heb ik wel iets voor je.
Ooit heb ik van mijn chemieleerkracht een periodiek systeem gekregen met toepassingen van die stoffen, hierin staat:
-Vuursteentje kan bestaan uit: cerium, lanthaan, praseodymium (volgens mij zal je lanthaan het meest aantreffen)
-Wolfraam is de gloeidraad in een lamp (dat wist je waarschijnlijk al)
-Cadmium komt voor in een sprinkler (brandblusapparaatje aan het plafond)
-Osmium vind je in een vulpenpunt, kompasnaald
-Thorium(oxide) wordt gebruikt op gloeikousjes van een kampeerlamje
-Gadolinium, samarium, dysprosium, praseodymium kunnen ook gebruikt worden in permanente magneten, maar deze zullen iets zeldzamer zijn dan hun neodymium-variant.

Deze tabel staat ook online, misschien iet of wat kinderachtig, maar er staan wel boeiende dingen op: http://www.periodieksysteem.com

Rowald
Stikstof
Posts: 155
Joined: 28 Jan 2009, 12:52
Chemistry interests: Inorganic
Location: Vlaams-Brabant

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Rowald » 23 May 2009, 21:04

Misschien een klein beetje off topic, maar kan je uit gewone magneten, die je op je ijskast hangen hebt, ook boeiende stoffen halen? Zoja, welke stoffen zijn dit dan? Hoogstwaarschijnlijk zit ook daar een heleboel Fe in.

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Jor » 24 May 2009, 01:10

Dit is een erg boeiend onderwerp. Echt heel mooi uitgewerkt spidey!

Het viel me op dat het oxalaat ontleedt in het oxide, kooldioxide en koolmonoxide. Tot nu toe heb ik de meeste oxalaten zien ontleden in het metaal en CO2. Vervolgens is het metaal wel pyrofoor (neem bijvoorbeeld ijzer en kobalt) en ontbrandt spontaan in de lucht.

Ik hoop dat je het boorpoeder hebt bewaard, aangezien elementait boor heel duur is en dus een mooie aanvulling is voor een eventuele elementenverzameling! :)

Net als het molybdeenexperiment erg leuk om te lezen moet ik zeggen.

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by spidey » 24 May 2009, 01:11

Rowald, volgens mij zijn die koelkastmagneten doorgaan ferrietmagneten. Daar valt voor de chemicus niet zo veel lol aan te beleven.
Een andere sterke magneet met zeldzame aarden is de samarium-cobalt magneet. Deze is vrijwel geheel verdrongen door de NIB magneten (Neodymium Iron Boron), vanwege de hoge kosten van het cobalt.

Wolfraam is ook te halen uit electrodes voor TIG lassen, deze bestaan er voor het grootste deel uit. Uit sommige van deze electrodes kun je ook thorium winnen. Thorium is echter licht radioactief.

Een opmerkelijk detail aan het experiment is dat het Nd2O3 hier bruin gekleurd is, terwijl de kristallijne vorm blauw schijnt te zijn (althans, volgens het CRC handbook of chemistry and physics 85th ed.).

Ik betwijfel of dit wel het echte oxide is en niet een carbonaat ofzo. Het lost namelijk onder bruisen op in oplossingen van HCl en H2SO4.
Ik kan me alleen niet voorstellen dat er een carbonaat uit een oxalaat ontstaat. Dat zou namelijk onttrekking van zuurstof aan de lucht betekenen bij het calcineren.

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Jor » 24 May 2009, 01:30

Nou, alkalimetaal oxiden en hydroxiden, net als de corresponderende aardalkalimetaal-verbindingen reageren met kooldioxide tot het carbonaat. Bij transitiemetalen is dit niet zo, maar misschien wel bij de zeldzame aardemetalen? Ik heb zelf echter geen idee.

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1963
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Wouter » 24 May 2009, 01:41

Ik heb eens een kleine hoeveelheid vuursteentjes in zoutzuur (10%) opgelost. Ook dit gaf een typische H2S-geur. Het is al een tijd terug en vanwege de kosten van die steentjes heb ik het experiment afgebroken (4 euro voor misschien 0.1 g steentjes, waarvan maar een heel klein deel zeldzame aarden).. Helaas dus geen verdere informatie hierover, behalve de karateristieke lucht van de reactie.
Even snel een hersenspinsel: Kunnen er geen sulfides worden toegevoegd om één of andere reden? Kleuring of indicator of misschien wel gewoon vulling? Ik heb geen idee of dit enig effect zal hebben op het magnetisch effect van de legering.

Jor wrote: Het viel me op dat het oxalaat ontleedt in het oxide, kooldioxide en koolmonoxide. Tot nu toe heb ik de meeste oxalaten zien ontleden in het metaal en CO2.
Dit viel mij ook op, alhoewel de reactie natuurlijk wel vrij complex kan zijn. Decarboxylaties zijn (op enkele uitzonderingen daargelaten) alleen op hoge temperaturen op gang te brengen. Die hoge temperatuur maakt het moeilijk om de reactie één specifieke kant op te laten lopen:
M2(C2O4)3 -> M2(CO3)3 + 3 CO
M2(CO3)3 -> M2O3 + 3 CO2
M2(C2O4)3 -> M2O3 + 3 CO
M2(C2O4)3 -> 2 M + 6 CO2
En bij die hoge temperaturen zal het metaal vast geen moeite hebben om snel weer met zuurstof te reageren tot het oxide.



Erg mooi gedocumenteerd experiment en een goed voorbeeld van het nieuwe template :D
Last edited by Wouter on 25 May 2009, 00:48, edited 2 times in total.
Reason: Wat een rare getallen had ik in mijn vergelijkingen neergezet, verbeterd!
Organisch chemicus

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by spidey » 25 May 2009, 00:39

Dat er gewoon ordinair zwavel in de magneten zou kunnen zitten, lijkt me ook niet onlogisch, alleen is het dan weer heel vreemd, dat het zwarte poeder, wat denk ik toch echt borium is, in zoutzuur weer die stinklucht geeft.
Het geel kleuren van de oplossing, zou je nog kunnen verklaren doordat er opgelost chloor ontstaat. (Bij hoge temperatuur kookt dit uit en wordt de oplossing dus weer kleurloos.) In dat geval gebeurt er zoiets als:
10 B (s) + 14 HCl (aq) --> B10H14 (aq/g) + 7 Cl2 (aq)
Maar dan gaan we er dus wel vanuit dat B10H14 ongeveer net zo stinkt als H2S.
Phantom wrote:(...)
Dit viel mij ook op, alhoewel de reactie natuurlijk wel vrij complex kan zijn. Decarboxylaties zijn (op enkele uitzonderingen daargelaten) alleen op hoge temperaturen op gang te brengen. Die hoge temperatuur maakt het moeilijk om de reactie één specifieke kant op te laten lopen:
M2(C2O4)3 -> M2(CO3)3 + CO
M2(CO3)3 -> M2O3 + CO2
M2(C2O4)3 -> M2O3 + 2 CO
M2(C2O4)3 -> 2 M + 2 CO2
En bij die hoge temperaturen zal het metaal vast geen moeite hebben om snel weer met zuurstof te reageren tot het oxide.
(...)
Jor, je komt met en goede suggestie. Wat ik in het experiment nog heb verzwegen is dat klontjes van het Nd-oxalaat bij gloeien soms ineens helder oplichten, tot oranje gloed, en dan uitdoven naar donkerrood gloed of zwart. Dat pleit voor het volgende mechanisme:

(1) M2(C2O4)3 -> 2 M + 6 CO2
(2) 4M + 3O2 -> 2 M2O3

Dit is natuurlijk in wezen prachtig, want bij controleren van de atmosfeer, zou ik dus zelfs neodymium metaal kunnen produceren! 8-)

Detail: deze reactie klopt trouwens niet: M2(C2O4)3 -> M2O3 + 2 CO
Er verdwijnt zuurstof en koolstof, vandaar mijn gepostuleerde reactie voor M2O3 met vorming van CO en CO2:
Nd2(C2O4)3 (s) -> Nd2O3 (s) + 3 CO (g) + 3 CO2 (g)

Jor, als je geinteresseerd bent in het borium, los dan de magneten op in HCl zonder H2O2 en bij lage temperatuur (niet verwarmen). Af en toe even schudden/roeren. Ik zou ook niet sterker dan 15% HCl nemen.
Ik heb nog een ietsjepietsje borium over, dus ik kan er nog hooguit 2 reageerbuisproefjes.

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1963
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Wouter » 25 May 2009, 00:51

Goed opgemerkt, ik heb even de verbeteringen aangebracht (eveneens de getallen wat aangepast, ik zou niet op deze tijdstippen moeten nadenken :P ). De nettoreactie die jij opschrijft is de combinatie van de eerste twee die ik gaf. Maar ik vermoed dat vertrekkend CO2 een voorkeur heeft boven CO, bij die hoge temperaturen kan het CO misschien zelfs als reductor optreden.
Organisch chemicus

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1271
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by woelen » 25 May 2009, 18:09

Dit is een erg leuk experiment en mooi dat je dit hier hebt gepost. Ik heb zelf ook meerdere oude HDD's liggen en ik was al van plan ze een dezer dagen een keer naar het gemeentelijk afval depot te brengen, maar daar wacht ik nu nog even mee. Eens kijken of ik die magneetjes er uit kan halen en ook Nd-zouten kan maken.

Puur Nd heeft best wel een interessante chemie. Ik zelf heb wat Nd-metaal en heb hiervan een oplossing gemaakt door het toe te voegen aan een zuur:

http://woelen.homescience.net/science/c ... ns/nd.html.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by spidey » 25 May 2009, 21:15

Interessant wat voor reacties Nd3+ vormt met hexacyanoferraat. Die lichtblauwe is prachtig. Wat is het donkere neerslag helemaal onderin de buis met het lichtblauwe neerslag?

Rowald
Stikstof
Posts: 155
Joined: 28 Jan 2009, 12:52
Chemistry interests: Inorganic
Location: Vlaams-Brabant

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Rowald » 25 May 2009, 21:31

Inderdaad, boeiende reacties.
Gaat thiocyanaat ook bindingen aangaan met het Nd3+? Thiocyanaat lijkt me een ion dat nogal snel in binding gaat. Heb je hiermee al geëxperimenteerd?

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1963
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Wouter » 25 May 2009, 21:51

Er màg een nieuw topic aangemaakt worden voor discussies niet direct gerelateerd aan het experiment :P
Organisch chemicus

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by spidey » 27 May 2009, 14:43

Back to topic:
ik heb nog een leuk vervolgproefje gedaan: in een reageerbuis wat neodymiumoxalaat aangestampt en met een prop koolstofvezel erop, om het af te schermen van luchtzuurstof. Kwalitatief leek me dat dit gaat neerkomen op thermolyse onder een beschermende atmosfeer. Na verhitten tot oranjegloed, was er een zwart poeder gevormd, met aan de wand van de buis hier en daar wat bruine, gele en groene verkleuringen. Deze zaten alleen aan de rand van de reageerbuis.
Na afkoelen bleek het gevormde poeder van binnen volkomen zwart te zijn. Het oplossen in een beetje verdund zwavelzuur leidde tot vorming van een zwarte suspensie. Er ontstond maar een heel klein beetje gas, veel minder dan bij het oplossen van het bruine poeder bij open calcinatie.
Na een uur of 10 staan, was het zwarte poeder op de bodem en wand van de buis geklonterd.

Het e.e.a. lijkt erop te duiden dat themolyse in afwezigheid van zuurstof leidt tot vorming van Nd2O3 + C + CO2, dus iets in de trant van:

2 Nd2(C2O4)3 --> 2 Nd2O3 + 3 C + 9 CO2

Het aparte is dat calcineren bij oranjegloed van het Nd-oxide koolstof mengsel leidt tot vorming van het bruine poeder. Ik zal eens testen of Nd2(CO3)3 bruin is. Misschien wordt dit wel gevormd bij open calcinatie.


@Rowald: ik heb geen thiocyanaat, dus kan ik hiermee niet experimenteren. Als je het echt heel graag wilt weten, moet je eens een heeeeel lief mailtje sturen naar woelen B)

Rowald
Stikstof
Posts: 155
Joined: 28 Jan 2009, 12:52
Chemistry interests: Inorganic
Location: Vlaams-Brabant

Re: Neodymium uit harde schijfmagneten

Post by Rowald » 29 May 2009, 20:20

Kan je deze proef ook uitvoeren met een andere stof dan oxaalzuur?

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 3 guests