Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. PARTE II • PINNOVA 22-23 • DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÁNICA • FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS • UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID Elaboración de una práctica de laboratorio: cursos avanzados Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Planteamiento: Síntesis de un óxido mixto de estequiometria Zn1-xNixFe2O4 Métodos de síntesis 1- Cerámico partiendo de los nitratos de los cationes metálicos 2- Hidrotermal partiendo de las disoluciones de los nitratos de los cationes metálicos Caracterización 3) Identificación y caracterización mediante DRX - Cálculo del parámetro de red y estudio de su evolución con la composición - Tamaño de partícula: fórmula de Debye-Sherrer 5) Estudio del comportamiento magnético - Análisis de la distribución de cationes - Análisis termogravimétrico: T de síntesis 4) Microscopia de barrido: análisis del tamaño de partícula 2) FTIR 1) Análisis termogravimétrico: estabilidad de las fases con la T PINNOVA 22-23 METODOS DE SÍNTESIS Sintetizar el óxido mixto de estequiometria Zn1-xNixFe2O4 Método Cerámico 2Fe(NO3)3·9H2O + (1-x)Zn(NO3)2·6H2O + xNi(NO3)2·6H2O x = 0; 0.4; 0.5; 0.7 y 1 Zn1-xNixFe2O4 Mm (Zn1-xNixFe2O4) = 241.1-6.7x Análisis termogravimétrico: temperatura de síntesis ZnO.Fe2O3 La pérdida de peso teórica (ppt) sería: 21.85 % 0 50 100 150 200 20 40 60 80 100 t (s) % m as a 21.99% ZnFe2O4 0 200 400 600 800 1000 T (ºC) A modo de ejemplo en la figura se presenta el termograma correspondiente a la mezcla de reactivos 2Fe(NO3)3·9H2O + Zn(NO3)2·6H2O T > 300 °C No hay variación de masa Se ha perdido toda la materia volátil T mínima de síntesis 300 0C Confirmado por ppt = ppexperimental PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II METODOS DE SÍNTESIS Método Cerámico: procedimiento 1) Pesar las cantidades estequiométricas de los reactivos para obtener 0.5 g de productos 3) Hacer pastilla del producto resultante 4) Calentar en un horno al aire a 800 oC durante 12 horas Caracterizar el producto obtenido 2Fe(NO3)3·9H2O + (1-x)Zn(NO3)2·6H2O + xNi(NO3)2·6H2O x = 0; 0.4; 0.5; 0.7 y 1 Zn1-xNixFe2O4 Mm (Zn1-xNixFe2O4) = 241.1-6.7x 2) Descomponer los nitratos en campana y utilizando un sistema de bloques de Aluminio Heat-On para placas calefactoras: PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Sintetizar el óxido mixto de estequiometria Zn1-xNixFe2O4 METODOS DE SÍNTESIS Caracterizar el producto obtenido Método Hidrotermal 1) Disolver en agua las cantidades estequiométricas de los reactivos para obtener 0.5 g de productos 2Fe(NO3)3·9H2O + (1-x)Zn(NO3)2·6H2O + xNi(NO3)2·6H2O x = 0; 0.4; 0.5; 0.7 y 1 Zn1-xNixFe2O4 Mm (Zn1-xNixFe2O4) = 241.1-6.7x 2) Añadir una disolución de KOH hasta alcanzar pH = 14 Precipitación de hidróxidos de los metales. 3) Introducir el producto resultante en la autoclave 4) Calentar en estufa a 180 oC durante 3 horas 5) Filtrar el sólido obtenido, lavar con abundante agua y secar en estufa a 80 oC Comparar los resultados obtenidos por ambos Métodos de síntesis PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Sintetizar el óxido mixto de estequiometria Zn1-xNixFe2O4 Caracterización: ATG de los productos obtenidos PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 70 75 80 85 90 95 100 40090014001900240029003400 T (% ) ν (cm-1) Espectro infrarrojo de Zn0.5Ni0.5Fe2O4 cerámico hidrotermal 0 25 50 75 100 -3,5 -3,0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 Va ria ci ón d e m as a (% ) Tiempo (min) Método cerámico Método hidrotermal 0 200 400 600 800 1000 Te m pe ra tu ra (º C ) En el método hidrotermal, a diferencia del método cerámico, se obtiene un tamaño de partícula menor pudiendo quedar retenidas especies carbonato o nitratos y moléculas de agua de los reactivos. Dependiendo del método de síntesis se obtienen partículas de ferrita de distinto tamaño de partícula Powder Technology 212 (2011) 80–88. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬 cerámico𝒁𝒁𝒁𝒁𝑭𝑭𝑭𝑭𝟐𝟐𝑶𝑶𝟒𝟒 𝒁𝒁𝒁𝒁𝟎𝟎,𝟔𝟔𝑵𝑵𝑵𝑵𝟎𝟎,𝟒𝟒𝑭𝑭𝑭𝑭𝟐𝟐𝑶𝑶𝟒𝟒 Mediante los espectros de Espectroscopía de Dispersión de Energías (EDS) , El pico correspondiente al Zn Disminuye a la vez que el pico correspondiente al Ni aumenta Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Identificación (a partir de bases de datos y utilizando los softwares existentes) - Realizar la indexación del diagrama - Cálculo del parámetro de red y estudio de su evolución con la composición - Análisis de la distribución de cationes - Tamaño de partícula: fórmula de Debye-Sherrer y análisis de Williamson-Hall OBJETIVOS PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Identificación (a partir de bases de datos y utilizando los softwares existentes). ICSD: https://icsd.fiz-karlsruhe.de/display/list.xhtml 1 Zn0.3Ni0.7Fe2O4 Método de síntesis hidrotermal - Realizar el diagrama de alguna de las fases que queremos obtener Disolución a pH = 8 Fase x = 0.3 PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 10 20 30 40 50 60 2 θ (º) ZNF-H Fe2O3 icsd 7797 Zn0.5Ni 0.5Fe2O3 icsd 29670 Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) Programa Match: Phase analysis using powder diffraction Mezcla de fases 66.4 % (Zn1-xNixFe2O4 ). 33.6 % Fe2O3 Zn0.3Ni0.7Fe2O4Método de síntesis hidrotermal. Fase x = 0.3 2 Aumentamos el pH de la disolución hasta la obtención de fases puras. PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II - Identificación (a partir de bases de datos y utilizando los softwares existentes). Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) ZnFe2O4 Zn0.6Ni0.4Fe2O4 Zn0.5Ni0.5Fe2O4 Zn0.3Ni0.7Fe2O4 NiFe2O4NiFe2O4 NiFe2O4 Zn0.3Ni0.7Fe2O4 desplazamiento de los máximos: A mayor ángulo al aumentar x PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Identificación: indexación Powder Difracction File (PDF): 01-089-4927 PDF 01-089-4927 ZnFe2O4 Zn0.6Ni0.4Fe2O4 Zn0.5Ni0.5Fe2O4 Zn0.3Ni0.7Fe2O4 NiFe2O4 (222) (220) (311) (111) (400) (331) (511) PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Cálculo del parámetro de red y estudio de su evolución con la composición. h k l 2θ- x=1 d- [Å]- x=1 a(Å) x=1 2θ- x=0.7 d- [Å]- x=0.7 a(Å) x=0.7 2θ- x=0.5 d- [Å]- x=0.5 a(Å) x=0.5 2θ- x=0.4 d- [Å]- x=0.4 a(Å) x=0.4 2θ- x=0 d- [Å]- x=0 a(Å) x=0 1 1 1 18.452 4.809 8.329 18.314 4.844 8.391 18.335 4.839 8.381 18.327 4.841 8.385 18.189 4.877 8.448 2 2 0 30.344 2.946 8.332 30.197 2.960 8.371 30.130 2.966 8.389 30.093 2.970 8.400 29.943 2.984 8.441 3 1 1 35.739 2.512 8.333 35.574 2.524 8.370 35.490 2.530 8.389 35.448 2.532 8.399 35.258 2.546 8.443 2 2 2 37.389 2.405 8.332 37.242 2.414 8.364 37.177 2.419 8.378 37.080 2.425 8.399 36.885 2.437 8.442 4 0 0 43.434 2.083 8.334 43.224 2.093 8.372 43.117 2.098 8.392 43.099 2.099 8.396 42.848 2.111 8.442 4 2 2 53.861 1.702 8.339 53.586 1.710 8.379 53.504 1.713 8.391 53.420 1.715 8.403 53.123 1.724 8.446 5 1 1 57.420 1.604 8.332 57.183 1.610 8.364 57.011 1.614 8.387 56.973 1.615 8.392 56.667 1.623 8.434 8.333 8.373 8.387 8.396 8.442 - El cálculo se puede hacer con una hoja de cálculo o con el software Check-cell. Valor de los parámetros de Zn1-xNixFe2O4 sintetizadas por el método cerámico. 1 𝑑𝑑ℎ𝑘𝑘𝑘𝑘2 = 1 𝑎𝑎2 ℎ2 + 𝑘𝑘2 + 𝑙𝑙2 λ = 2dhkl sen(θ) Una vez indexado los diagramas el cálculo de a es muy sencillo: PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Cálculo del parámetro de red y estudio de su evolución con la composición. Octaédrica Tetraédrica Zn2+ 0.74 0.6 Ni2+ 0.69 0.55 Fe3+ 0.645 0.49 Referencia de los datos de radios iónicos: http://abulafia.mt.ic.ac.uk/shannon/ptable.php Acta Crystallographica (1976), A32, Pages 751-767. Aumento de x (Ni2+ ) y disminución de Zn2+ implicará una disminución del parámetro reticular. Zn1-xNixFe2O4 a(Å) x=1 a(Å) x=0.7 a(Å) x=0.5 a(Å) x=0.4 a(Å) x=0 8.336 8.374 8.387 8.392 8.441 ley de Vegard (relación lineal) PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Cálculo del parámetro de red y estudio de su evolución con la composición. 0.0 0.5 1.0 8.30 8.35 8.40 8.45 a-ceramico a-hidrotermal Linear Fit of Sheet1 B"a-ceramico" Linear Fit of Sheet1 C"a-hidrotermal" a (A ) x (contenido Ni) Equation y = a + b*x Plot a-ceramico a-hidrotermal Weight No Weighting Intercept 8.44152 ± 0.0034 8.43804 ± 0.0047 Slope -0.10639 ± 0.0055 -0.10142 ± 0.0076 Residual Sum of Square 5.13E-5 9.71769E-5 Pearson's r -0.99589 -0.99149 R-Square (COD) 0.9918 0.98305 Adj. R-Square 0.98906 0.9774 x = 0.56 No. 2θ (o) h k l d- [Å] valor de a 1 30.1015 2 2 0 2.969 Espinela 8.397 2 33.0499 2.710 Fe2O3 3 35.5122 3 1 1 2.528 Espinela 8.384 4 40.8141 2.211 Fe2O3 5 43.1822 4 0 0 2.095 Espinela 8.380 6 49.5325 1.840 Fe2O3 7 53.6896 4 2 2 1.707 Espinela 8.364 8 57.119 1.612 Espinela 9 62.6674 1.481 Espinela 8.381 ley de Vegard: utilidad Zn0.3Ni0.7Fe2O4 Fase que hemos obtenido como mezcla de fases por método hidrotermal (figura trasparencia 8). ¿Cuál es la composición de la fase espinela obtenida ? 1 Identificar los máximos e indexar. 2 Calcular el parámetro a partir de los máximos de la espinela. Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte IIPINNOVA 22-23 Este resultado de nuevo apoya la idea de que no se han formado los hidróxidos y no se obtiene el compuesto puro. Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Cálculo del parámetro de red y estudio de su evolución con la composición. 0.0 0.5 1.0 8.30 8.35 8.40 8.45 a-ceramico a-hidrotermal Linear Fit of Sheet1 B"a-ceramico" Linear Fit of Sheet1 C"a-hidrotermal" a (A ) x (contenido Ni) Equation y = a + b*x Plot a-ceramico a-hidrotermal Weight No Weighting Intercept 8.44152 ± 0.0034 8.43804 ± 0.0047 Slope -0.10639 ± 0.0055 -0.10142 ± 0.0076 Residual Sum of Square 5.13E-5 9.71769E-5 Pearson's r -0.99589 -0.99149 R-Square (COD) 0.9918 0.98305 Adj. R-Square 0.98906 0.9774 x = 0.56 3 a = 8.381 Indicar este valor en el eje y, buscar el punto de corte con la recta y la composición en el eje x ½ Zn0.4Ni0.6Fe2O4 + ½ Fe2O3 PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Tamaño de partícula: fórmula de Debye-Sherrer Hidrotermal Cerámico NiFe2O4 Zn0.3Ni0.7Fe2O4 Zn0.5Ni0.5Fe2O4 ZnFe2O4 -Partícula pequeña: máximos más anchos y menos intensos - Cálculo del tamaño: fórmula de Debey-sherrer. 𝜏𝜏 = 𝑘𝑘.𝜆𝜆 𝛽𝛽𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 𝜃𝜃 K = 0.9 λ: (1.5406 Å) B: anchura a media altura del máximo (en radianes). θ: ángulo del máximo considerado. PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Tamaño de partícula: Fórmula de Sherrer y análisis de Williamson-Hall Hidrotermal Cerámico PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Anchura de los máximos: tamaño del cristalito + tensión Anchura medida Anchura Instrumental: Patrón LaB6 Anchura corregida 𝛽𝛽𝑑𝑑2 = 𝛽𝛽𝑚𝑚2 − 𝛽𝛽𝑖𝑖2 - Fórmula de Sherrer 𝐷𝐷 = 0.9 � 𝜆𝜆 𝛽𝛽𝑑𝑑 � 1 cos 𝜃𝜃 λ: longitud de onda radiación incidente (nm) βd: anchura del máximo a media altura (FWHM) radianes . θ: ángulo en radianes D: tamaño medio del cristalito Materials Chemistry and Physics 239 (2020) 122021 Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Tamaño de partícula: Fórmula de Sherrer Hidrotermal Cerámico PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Reagrupando podemos escribir: cos 𝜃𝜃 = 0.9 � 𝜆𝜆 𝐷𝐷 � 1 𝛽𝛽𝑑𝑑 Representando cos θ vs 1 𝛽𝛽𝑑𝑑 Pendiente: 0.9 � 𝜆𝜆 𝐷𝐷 Se obtiene el valor de D Se presenta a modo de ejemplo los datos obtenidos para NiFe2O4 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 0.98 co s θ 1/β (rad-1) Equation y = a + b*x Plot cos (thetha) Weight No Weighting Intercept 0.73805 ± 0.0041 Slope 5.1404E-4 ± 1.11062 Residual Sum of Squ 1.47938E-5 Pearson's r 0.99884 R-Square (COD) 0.99767 Adj. R-Square 0.99721 D = 277nm Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Tamaño de partícula: análisis de Williamson-Hall PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II La fórmula de Scherrer considera solo el efecto del tamaño del cristalito, pero no dice nada sobre las microestructuras de la red, es decir, sobre la tensión intrínseca, que se desarrolla en los nanocristales debido a defectos puntuales, el límite del grano, los defectos de apilamiento, etc… Anchura del pico de difracción de rayos X (βd): tamaño del cristalito + la microtensión de los nanocristales βtensión = 4.ε tanθ El modelo de deformación uniforme (UDM) considera la deformación uniforme en todas las direcciones cristalográfica, es de naturaleza isotrópica. βhkl = βtamaño + βtensión 𝛽𝛽𝑑𝑑 = 0.9�𝜆𝜆 𝐷𝐷 � 1 cos 𝜃𝜃 + 4 � tan𝜃𝜃 𝛽𝛽𝑑𝑑 � cos 𝜃𝜃 = 0.9�𝜆𝜆 𝐷𝐷 + 4 � 𝜀𝜀 � sin𝜃𝜃 Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) - Tamaño de partícula: análisis de Williamson-Hall PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Se presenta a modo de ejemplo los datos obtenidos para NiFe2O4 Representando Pendiente: 0.9 � 𝜆𝜆 𝐷𝐷 Se obtiene el valor de D 𝛽𝛽𝑑𝑑 � cos 𝜃𝜃 = 0.9�𝜆𝜆 𝐷𝐷 + 4 � 𝜀𝜀 � sin𝜃𝜃 𝛽𝛽𝑑𝑑 � cos 𝜃𝜃 vs 4 � sin𝜃𝜃 Ordenada: 𝜀𝜀 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0.0020 0.0025 0.0030 0.0035 βc os θ 4senθ Equation y = a + b*x Plot B*cos Weight No Weighting Intercept 5.9607E-4 ± 1.26 Slope 0.00133 ± 8.0513 Residual Sum of S 1.01612E-8 Pearson's r 0.99274 R-Square (COD) 0.98554 Adj. R-Square 0.98192D = 231 nm ε = 0.0013 Caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Composición 𝜏𝜏 (nm) Sherrer 𝜏𝜏 (nm) W-H Tensión 𝜏𝜏 (nm) Sherrer 𝜏𝜏 (nm) W-H Tensión ZnFe2O4 154 92 0.0015 42 10 0.0043 Zn0.5Ni0.5Fe2O4 347 277 0.0018 58 19 0.0011 Zn0.3Ni0.7Fe2O4 347 232 0.0026 48 23 0.0036 NiFe2O4 277 231 0.0013 60 63 0.0079 Hidrotermal CerámicoResultados obtenidos por ambos métodos. Algunas diferencias entre ambos métodos. Método Hidrotermal partículas de menor tamaño MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 𝒁𝒁𝒁𝒁𝑭𝑭𝑭𝑭𝟐𝟐𝑶𝑶𝟒𝟒 80 nm 50 nm 50 nm 40 nm 40 nm 50 nm 40 nm 50 nm hidrotermalcerámico 280 nm 390 nm 300 nm 150 nm 150 nm 430 nm 420 nm El tamaño de partícula, y la morfología de las partículas se pueden analizar mediante microscopía electrónica de barrido SEM) Cerámico: muestra poco homogénea párticulas seudo esféricas, con tamaños desde 150 nm hasta 420 nm Hidrotermal: muestra homogénea párticulas esféricas, con tamaños desde 40 nm hasta 50 nm MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 𝒁𝒁𝒁𝒁𝟎𝟎,𝟔𝟔𝑵𝑵𝑵𝑵𝟎𝟎,𝟒𝟒𝑭𝑭𝑭𝑭𝟐𝟐𝑶𝑶𝟒𝟒 hidrotermal 70 nm 87 nm 100 nm 65 nm 50 nm 130 nm 50 nm 70 nm 85 nm cerámico 320 nm 300 nm 190 nm 420 nm 335 nm 260 nm Similares conclusiones anteriores. El contenido en niquel no parece afectar a la morfología de las muestras RELACIÓN PROPIEDADES ESTRUCTURA - Descripción de la estructura y análisis de la distribución de cationes Cationes en dos entornos de coordinación: octaédricos y tetraédricos Espinela normal Espinela inversa Espinela mixta Factores que determinan la distribución de cationes: Energía de estabilización de campo cristalino (EECC) Radio iónico Energía electrostática PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II RELACIÓN PROPIEDADES ESTRUCTURA - Distribución de los cationes en la estructura Factores que determinan la distribución de cationes: Energía de estabilización de campo cristalino (EECC) Radio iónico r (Å) Octaédrica Tetraédrica Zn2+ 0.74 0.6 Ni2+ 0.69 Fe3+ 0.645 0.49 Ni2+ - d8 EECC (ho)-Ni2+ = -6/5 ∆o EECC (ht)-Ni2+ = -4/5 ∆t EESO -Ni2+ = -6/5 ∆o- (-4/5)(4/9) ∆o = -0.84 ∆o Fe3+ - d5 Zn2+- d10 EESO = 0 Ni2+ siempre octaédrico Otros factores que compiten, de manera opuesta (Zn1-xFex)T (NixFe2-x)O Energía electrostática Mayor tamaño: I.C. =6 Mayor carga: I.C. =6 En este caso prevalece el segundo criterio: las medidas magnéticas ayudan a analizar el resultado PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II RELACIÓN PROPIEDADES ESTRUCTURA - Distribución de los cationes en la estructura PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 40 50 60 70 80 90 100 4005006007008009001000 T (% ) ν (cm-1) Espectroscopia Infrarroja MFe2O4 (M = Zn, Ni) NiFe Zn(0,5)Ni(0,5)Fe ZnFe Zn0,3Ni0,7Fe Los iones Zn(II) ocupan los huecos tetraédricos (ν1 ∼ 560 cm-1) mientras que los iones Ni(II) ocupan los octaédricos. La banda ν1 se ve ligeramente afectada por la sustitución de Zn(II) por Ni(II), produciéndose un deslazamiento de los iones Fe(III) a los huecos tetraédricos y un aumento de esta frecuencia en función del grado de sustitución. Bull. Mater. Sci. 40(2) (2017) 417–425.Journal of Solid State Chemistry 178 (2005) 1080–1086. RELACIÓN PROPIEDADES ESTRUCTURA - Análisis teórico de las posibles interacciones magnéticas B BA A A AB B B-B B-O-B A-O-B PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LAS ESPINELAS - A diamagnéticos - B paramagnéticos B-B B-O-B A-O-B No se puede dar [110]  Intercambio directo dxy dxz dyz AFM  PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LAS ESPINELAS - A diamagnéticos - B paramagnéticos 2 2 AFM S-I de 90° FM Interacción σ -2 orbitales p de oxígeno D-I t2g(Fe)-p(O)-eg(Fe) Interacción π-σ B-O-B A-O-B No se puede dar PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LAS ESPINELAS - A paramagnético - B paramagnéticos más favorable A-O-B No se puede dar 3 × ×× × eg t2 py px eg A y B entornos distintos Momentos magnéticos distintos Ferrimagnéticos µ(teo, saturación) = M(oct)-M(tetra) PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LAS ESPINELAS (Zn1-xFex)T (NixFe2-x)O X = 0 (Zn1)T (Fe2)O - A diamagnéticos - B paramagnéticos B-B AFM ZnFe2O4 Espinela normal ht Zn2+ diamagnético ho Fe3+ paramagnético d5 Fe3+ Fe3+ t2g eg E t2g eg E ZnFe2O4 (H = 2000 Oe) µth = 8.76 MB µe = 8.7 MB PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II 0 100 200 300 0.00 0.05 0.10 0.15 T (K) χ (e m u. m ol -1 .O e-1 ) θ < 0 AFM m= 0.115 c = 8.7 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 χ −1 (e m u-1 .m ol .O e) ZnFe2O4 Ley Curie-Weiss χ = c/(T-θ) PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LAS ESPINELAS (Zn1-xFex)T (NixFe2-x)O X = 1 - A paramagnético - B paramagnéticos FiM NiFe2O4 Espinela inversa ht Fe3+ ho Fe3+ y Ni2+ (Fe)T (NiFe)O A-O-B 0 20 40 60 0 1 2 3 µ (M B) H (kOe) NiFe2O4 2 MB µth, sat = 2 MBµ(teo, saturación) = M(oct)-M(tetra) = 5+2-5 PINNOVA 22-23 Interpretación de los datos aportados por las técnicas instrumentales y dirigidos a la caracterización de compuestos inorgánicos. Parte II Pulsar para volver a la pagina anterior. ANEXO V PINNOVA_398_PRACTICA_TECNICAS Número de diapositiva 1 Número de diapositiva 2 Número de diapositiva 3 Número de diapositiva 4 Número de diapositiva 5 Número de diapositiva 6 Número de diapositiva 7 Número de diapositiva 8 Número de diapositiva 9 Número de diapositiva 10 Número de diapositiva 11 Número de diapositiva 12 Número de diapositiva 13 Número de diapositiva 14 Número de diapositiva 15 Número de diapositiva 16 Número de diapositiva 17 Número de diapositiva 18 Número de diapositiva 19 Número de diapositiva 20 Número de diapositiva 21 Número de diapositiva 22 Número de diapositiva 23 Número de diapositiva 24 Número de diapositiva 25 Número de diapositiva 26 Número de diapositiva 27 Número de diapositiva 28 Número de diapositiva 29 Número de diapositiva 30 Número de diapositiva 31 Número de diapositiva 32 Número de diapositiva 33 NiFe2O4