Химия и Химики № 4 2016. Эксперименты с магнитами. Experiments with magnets

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Спички и неодимовый магнит / Matches and neodymium magnet

Никогда, никогда не повторяйте эксперимент, который получился!

Never ever try to repeat successful experiment!

Спички (вернее, спичечные головки) притягиваются к неодимовому магниту. Не все, а только некоторые виды спичек. Раньше я проводил опыты с "зелеными" и "коричневыми" спичками [1]. Коричневые головки спичек притягивались к магниту, но слабо: неодимовый магнит не мог поднять всю спичку, но счищенные головки прилипали к магниту. Если спичку сжечь, ее легко можно поднять неодимовым магнитом, причем притягивается именно сгоревшая головка.

Зеленые спички (в т.ч. - счищенные головки) магнитом не притягивались: ни до, ни после сжигания. Аналогичный эффект давали и спички с красными головками.

Забыв одну научную старую мудрость (ту, что в эпиграфе статьи), решил повторить эксперимент. Проблема была в том, что я не смог найти спичек с коричневыми головками. В магазинах продавались в основном спички с красными головками. Коллега купил большую пачку, в которой были спички с коричневыми головками, и дал мне попробовать (образец №1).

Оказалось, что эти спички не притягиваются магнитом: ни до, ни после сгорания - аналогично зеленым спичкам. Посмотрел производителя - оказалось, Китай.

Попросил у знакомых старые спичечные пачки с коричневыми спичками. Итак, образец №2. Внешне такие же коричневые спички, производство - Беларусь. Магнит не смог поднять спички до сгорания, зато легко поднимал сгоревшие спички.

Образец №3 спички производства Россия (скорее всего сейчас их у нас не продают, учитывая войну с этим государством). Из четырех испытанных спичек одна поднималась магнитом (хоть и с трудом), вторая - частично, третью и четвертую поднять магнитом не удалось. После сгорания все спички можно было легко поднять с помощью магнита.

Другими словами, спички с коричневой головкой, изготовленные тремя разными производителями, вели себя по отношению к магниту по-разному.

Китайские спички не притягивались к магниту вообще.

Белорусские спички можно было поднять магнитом только после сжигания.

Российские спички можно было поднять магнитом и до сжигания, но не все, а лишь часть спичек из пачки, другие спички из этой же пачки поднять магнитом не удалось. Другими словами, спичечные головки - даже в пределах одной коробки - имели разный состав. Зато после сжигания любая спичка из этой пачки легко притягивалась магнитом.

Найти украинские спички с коричневой головкой мне не удалось.

__________________________________________________
¹ Спички и магнит [ссылка]

Watch the video / Смотреть Видео (115 Мб, .avi )

Магнитная лента видеокассеты и магниты
Videotape and magnets

В недалеком прошлом магнитные ленты широко использовались для записи изображения и аудио. Основу ленты делали из полимеров: ацетатов целлюлозы, полиэтилентерефталата, полиимидов, целлулоида, полиэтилена и даже целлюлозы (бумаги). На основу наносили тонкий магнитный слой, который представлял собой мелкий порошок магнитных частиц, диспергированный в лаке.

Лента может содержать сразу несколько магнитных слоев различного состава. Иногда между магнитным слоем и полимерной основой помещали промежуточный слой, чтобы магнитный слой лучше держался на основе. Поверх магнитного слоя могли наносить специальный слой для уменьшения трения (частицы графита), т.к. трение приводит к износу магнитной ленты.

В качестве магнитных материалов использовали порошки оксидов и металлов. В частности: гамма-оксид железа (Fe₂O₃), диоксид хрома CrO₂, оксид кобальта и магнитные металлы. Магнитные вещества могли использоваться, как в индивидуальном виде, так и в комбинациях.

В некоторых конструкциях магнитных лент магнитные частицы наносились не отдельным слоем, а распределялись в полимерной основе. Некоторые магнитные ленты представляли собой цельную металлическую полосу. Однако подобные магнитные ленты встречались горазд реже.

Например, распространенные во времена моего детства и юности аудиокассеты были нескольких типов.

Тип I. Магнитный материал - порошок гамма-оксида железа; цвет ленты - коричневый;

Тип II. Магнитный материал - диоксид хрома; цвет ленты - темно-синий;

Тип III. Магнитная дорожка двухслойная - гамма-оксид железа и диоксид хрома; цвет ленты - сине-черный (со стороны основы - коричневый); названия - "Ferri Chrom III" или "Ferrochrom";

Тип IV. Магнитный материал - металлический порошок; цвет ленты - черный; название - "Metal".

Магнитные ленты наматывали на баббиты или помещали внутри кассет (аудиокассеты и видеокассеты). Разумеется, со временем кассеты приходили в негодность или переставали быть нужными... Кассеты попадали в руки детей, которые их разбирали. Магнитные ленты служили одним из любимых объектов для игр и валялись чуть ли не на каждом углу. Хотя видеокассеты и аудиокассеты уже давно вышли из массового употребления, магнитную ленту, извлеченную из таких кассет все еще можно найти.

В лесу попалась черная широкая магнитная лента. По-видимому, раньше она была в видеокассете. Решил попробовать, насколько хорошо она притягивается к магниту. Оказалось, что слабовато. Подвешенная вертикально, лента отчетливо притягивалась к поднесенному сбоку магниту. Однако когда я положил ленту снизу, магнит смог поднять только небольшие куски ленты. Притянутая к магниту лента падала от легкого сотрясения. Это происходило если использовать, как неодимовый магнит, так и "обычный" ферритный магнит из динамиков.

Такой результат не удивителен, поскольку магнитного материала на полимерной ленте не так и много и он предназначен для записи-считывания информации, а не для того, чтобы лента хорошо притягивалась к магниту.

Мимо воли вспомнил факт, который не имеет непосредственного отношения к нашему эксперименту. Информацию на магнитных носителях легко можно повредить, приблизив к ним магнит. Это касается не только вышедших из массового употребления аудиокассет, видеокассет и компьютерных дискет. "Флэшки" и жесткие диски компьютера (винчестеры) тоже боятся магнитного поля. Оптические носители информации, например, CD и DVD-диски лишены этого недостатка, но они боятся мелких механических повреждений (царапины) и грязи, от которых магнитные носители обычно защищены корпусом устройства (кассеты, дискеты, винчестера и т.п.).

P.S. Поскольку автор (мягко говоря) не специалист в области магнитных носителей информации, буду благодарен читателям за дополнения (через форму отправки комментария или на форуме журнала).

Watch the video / Смотреть Видео (49 Мб, .avi )

Окатыши и неодимовый магнит / Neodymium magnet and iron ore pellets

Окатыши получают из железной руды и/или из различных отходов, содержащих железо. Измельченную руду обогащают. Потом в руду вводят различные добавки, например, флюсы и глину (для прочности), смесь увлажняют и формируют из нее гранулы, близкие к сферическим ("окатывание руды"). Сырые окатыши сушат и обжигают в специальных печах. В результате окатыши приобретают высокую прочность, что значительно облегчает получение из них железа. Кроме того, при обжиге окатышей выгорает и удаляется значительная часть серы.

Притягиваются ли окатыши магнитом? Как показали прошлые опыты, - да [2]. Неодимовый магнит смог поднять кусочки разбитого окатыша. С более слабым магнитом от старого радиоприемника дела обстояли хуже: чтобы сделать фото с примагниченными кусочками окатыша, пришлось провозиться с минуту.

То, что окатыши притягиваются к магниту, не удивительно: смешанный оксид железа (II) и (III) - Fe₃O₄, а также гамма-оксид железа (III) Fe₂O₃ обладают таким свойством. Казалось бы, все ясно. Тем не менее, решил повторить опыты с магнитом и окатышами, особенно учитывая, какой неоднозначной получилась попытка повторить опыт со спичками и магнитом [3].

Нашел возле железной дороги семь окатышей, взял неодимовый магнит. Оказалось, что неодимовый магнит легко поднимает один окатыш (даже без разбивания окатыша молотком на части), еще один окатыш с трудом был поднят неодимовым магнитом, зато остальные пять окатышей не удалось поднять магнитом. Тем не менее, эти пять окатышей также притягиваются магнитом, в чем легко убедиться, если поднести магнит сбоку (причем, один окатыш притягивался значительно слабее, чем остальные). Другими словами, отличия в химическом составе разных окатышей можно обнаружить даже с помощью магнита. Все семь окатышей содержат магнитный оксид железа (или оксиды), но их количество разное. В одних окатышах магнитного оксида больше, настолько, что эти окатыши способен поднять магнит. В других окатышах магнитного оксида меньше - магнит способен перемешать их в горизонтальной плоскости, но не вверх (потому что, при горизонтальном перемещении нужно преодолевать силу трения, а не вес окатыша).

__________________________________________________
² Металлы, руда, изделия [ссылка]

³ Спички и неодимовый магнит. Matches and neodymium magnet [ссылка]

Watch the video / Смотреть Видео (47 Мб, .avi )

Комментарии

^К1 Кстати, китайские спички, которые не притягивались магнитом, оказались отвратительного качества: при попытке зажечь головка часто распадается, но не вспыхивает (или вспыхивает, но не зажигает спичку).

^К1-1 Чтобы вспышка зажгла соломинку, последнюю пропитывают парафином. Без парафина зажженная спичка быстро гаснет, наверное, китайцы пропустили эту процедуру. Да, кстати оксид железа, оказывается, используется и для того, чтобы предотвратить взрывной характер процесса горения. И здесь китайцы начали использовать вместо этого измельченное стекло. Это я к тому, почему спички не притягиваются магнитом.
Iqbol Soibjonov