Diamagnetismo

Diamagnetismo.

Colegio Eucarístico de la Merced. “Quién educa a la mujer, educa a la sociedad”.

Presentado por: Andrea Jaramillo Diana De La Hoz Brenda Olivares.

Dirigido a: Aldemar Higgins.

11ºB

Barranquilla, 10 de noviembre de 2009.

Diamagnetismo: En 1847 Michael Faraday descubrió que una muestra de bismuto era repelida por un imán potente, a este comportamiento le denominó diamagnetismo. Se trata de un efecto muy débil, difícil de medir, que presentan algunas sustancias tan comunes como, por ejemplo, el agua (líquido), o diclorobenceno y naftalina (sólido) Algunos ejemplos de sustancias diamagnéticas Bismuto Cobre Diamante Oro Mercurio Plata Sodio

Dióxido de carbono Agua Plomo Hidrógeno Benceno Naftaleno

Sólo si disponemos de un imán bastante potente podemos poner de manifiesto esta propiedad. Por el contrario las sustancias que son débilmente atraídas por los imanes se denominan paramagnéticas. Una forma sencilla de explicar el diamagnetismo es decir que se trata de una propiedad de la materia resultado de aplicar la ley de Lenz a escala atómica. Según la teoría electromagnética, siempre que varía el flujo magnético se genera una corriente inducida y según la ley de Lenz "el sentido de las corrientes inducidas es tal que con sus acciones electromagnéticas tienden a oponerse a la causa que las produce". Todos los átomos contienen electrones que se mueven libremente y cuando se aplica un campo magnético exterior se induce un corriente superpuesta cuyo efecto magnético es opuesto al campo aplicado. Otra forma de explicar el diamagnetismo es a partir de la configuración electrónica de los átomos o de los sistemas moleculares. De esta forma, el comportamiento diamagnético lo presentan sistemas moleculares que contengan todos sus electrones apareados y los sistemas atómicos o iónicos que contengan orbitales completamente llenos. Es decir los espines de los electrones del último nivel se encontrarán apareados. El diamagnetismo se presenta en todos los sistemas aromáticos (por ejemplo, el benceno y sus derivados) en los que aparece un anillo de 4n + 2 electrones B conjugados. El imán y la vela En este experimento tratamos de comprobar el diamagnetismo del gas que se desprende cuando encendemos una vela. Qué necesitamos •

Imanes potentes (encontrados en los parlantes).

•

Vela.

Cómo lo hacemos

Se trata de observar que le ocurre a la llama de la vela cuando se encuentra en un campo magnético. Si acercamos un imán se observa que la llama intenta separarse de él. Si colocamos la llama entre dos imanes con sus polos enfrentados, uno polo norte y otro polo sur, la llama se alarga hacia arriba intentando separarse de ambos polos.

Por qué ocurre esto Las velas están fabricadas con cera que puede ser de abeja, o una mezcla de grasa animal y derivados del petróleo (parafina), y una mecha. Al encender la vela la cera, con el calor, funde y se convierte en un líquido que es absorbido por la mecha, a su vez, se evapora y en contacto con el oxígeno del aire se produce una combustión. Los principales productos de la combustión son dióxido de carbono y vapor de agua, y ambas sustancias son diamagnéticas, por eso son repelidas por el campo magnético. Sustancias diamagnéticas En esta experiencia vamos a ver cómo podemos observar el fenómeno del diamagnetismo. Las sustancias diamagnéticas tienen unas características muy interesantes: son rechazadas por un campo magnético. Es el caso de sustancias como el agua, el oro, la naftalina, etc. El problema que se nos plantea es que los efectos diamagnéticos son muy débiles y, por tanto, debemos buscar un dispositivo lo suficientemente sensible que nos ayude a detectarlos. Material necesario •

Un imán potente (pueden servir algunos de los que llevan los altavoces de las radios) • Pitillos. • Hilo y plastilina Sustancias diamagnéticas: uvas. ¿Qué vamos a hacer? Como hemos dicho, el fenómeno es muy débil y, por tanto, vamos a necesitar un dispositivo muy sensible. Lo vamos a conseguir fabricando una especie de

balanza de torsión con una pajita colgando de un hilo (tal como puede verse en la figura). La plastilina la vamos a utilizar para ayudar a equilibrar el sistema y evitar que se desplace el hilo. En primer lugar vamos a clavar dos uvas en los extremos de la pajita. Las uvas son una fruta con gran contenido de agua (sustancia diamagnética) por lo que el efecto será fácil de observar. Comprueba que al acercar lentamente un imán a una de la uvas, el sistema gira alrededor del hilo, rechazado por el imán.