Сульфат меди (II)

редактировать
Химическое соединение
Сульфат меди (II)
CuSO4 (5aq).jpg Структура пентагидратаCopper sulfate.jpg Кристаллы CuSO 4 · 5H 2O
Названия
Название IUPAC Сульфат меди (II)
Другие названия Сульфат меди. Голубой купорос (пентагидрат). Блюстоун ( пентагидрат). Бонаттит (тригидратный минерал). Бутит (гептагидратный минерал). Халькантит (пентагидратный минерал). Халькоцианит (минерал) Пентагидрат медного сульфата
Идентификаторы CAS
Номер
3D-модель (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
  • ChEMBL604
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.952 Измените это в Викиданных
Номер ЕС
  • 231-847-6
Номер E E519 (регуляторы кислотности,...)
KEGG
PubChem CID
номер RTECS
  • GL8800000 (безводный). GL8900 000 (пентагидрат)
UNII
CompTox Dashboard (EPA )
InChI
УЛЫБКИ
Свойства
Химическая формула CuSO 4 (безводный). CuSO 4 · 5H 2 O (пентагидрат)
Молярная масса 159,60 г / моль (безводный). 249,685 г / моль (пентагидрат)
Внешний видсеро-белый (безводный). синий (пентагидрат)
Плотность 3,60 г / см (безводный). 2,286 г / см (пентагидрат)
Плавление точка 110 ° C (230 ° F; 383 K) разлагается (· 5H 2 O), если пентагидрат. <560 °C decomposes if anhydrous
Точка кипения разлагается
Растворимость в воде 1,055 моль (10 ° C). 1,26 моль (20 ° C). 1,502 моль (30 ° C)
Растворимость безводный. нерастворимый в этаноле
пентагидрат. растворим в метанол. 10,4 г / л (18 ° C). нерастворим в этаноле, нерастворим в ацетоне
Магнитная восприимчивость (χ)+ 1330 · 10 см / моль
Показатель преломления (nD)1,724–1,739 (безводный). 1,514–1,544 (пентагидрат)
Структура
Кристаллическая структура Орторомбическая (безводный, халькоцианит), пространственная группа Pnma, oP24, a = 0,839 нм, b = 0,669 нм, c = 0,483 нм.. Triclinic (пентагидрат), пространственная группа P1, aP22, a = 0,5986 нм, b = 0,6141 нм, c = 1,0736 нм, α = 77,333 °, β = 82,267 °, γ = 72,567 °
Термохимия
Стандартная молярная. энтропия (S 298)5 ДжК моль
Стандартная энтальпия образования. (ΔfH298)-769,98 кДж / моль
Фармакология
Код ATC V03AB20 (WHO )
Опасности
Паспорт безопасности безводный. пентагидрат
пиктограммы GHS GHS05: Коррозийный GHS09: Опасность для окружающей среды
NFPA 704 (огненный алмаз)NFPA 704 четырехцветный алмаз 0 2 1
Температура вспышки Невоспламеняющийся
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD50(средняя доза )300 мг / кг (перорально, крыса)

87 мг / кг (перорально, мышь)

NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимый)TWA 1 мг / м (как Cu)
REL (рекомендуется)TWA 1 мг / м (в виде Cu)
IDLH (непосредственная опасность)TWA 100 мг / м (в виде Cu)
Родственные соединения
Прочие катионы Сульфат железа (II). Сульфат марганца (II). Сульфат никеля (II). Сульфат цинка
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Справочные данные ink

Медь (II) сульфат, также известный как сульфат меди, представляют собой неорганические соединения с химической формулой Cu SO4 (H2O)x, где x может находиться в диапазоне от 0 до 5. Пентагидрат (x = 5) - наиболее распространенная форма. Старые названия этого соединения включают голубой купорос, голубой камень, медный купорос и римский купорос .

пентагидрат (CuSO 4 · 5H 2 O), наиболее часто встречающаяся соль, имеет ярко-синий цвет. Он экзотермически растворяется в воде с образованием акво-комплекса [Cu (H 2O)6], который имеет октаэдрическую молекулярную геометрию. Структура твердого пентагидрата раскрывается полимерная структура, в которой медь также является октаэдрической, но связана с четырьмя водными лигандами. Центры Cu (II) (H 2O)4связаны между собой сульфат-анионами с образованием цепей. Безводный сульфат меди представляет собой светло-серый порошок.

Содержание
  • 1 Получение и возникновение
  • 2 Химические свойства
    • 2.1 Обучение химии
  • 3 Использование
    • 3.1 В качестве фунгицида и гербицида
    • 3.2 Аналитический реагент
    • 3.3 Органический синтез
    • 3.4 Ниша использует
      • 3.4.1 Искусство
      • 3.4.2 Травление
      • 3.4.3 Крашение
      • 3.4.4 Электроника
  • 4 Проблемы медицины и здравоохранения
  • 5 Другая форма меди сульфаты
  • 6 Токсикологические эффекты
    • 6.1 Экологическая токсичность
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Библиография
  • 10 Внешние ссылки
Получение и возникновение
Получение меди (II) сульфат электролизином г серной кислоты с использованием медных электродов

Сульфат меди получают в промышленных масштабах путем обработки металлической меди горячей концентрированной серной кислотой или ее оксидов разбавленной серной кислотой. Для лабораторного использования обычно покупают медный купорос. Сульфат меди можно также получить путем медленного выщелачивания медной руды с низким содержанием меди на воздухе; для ускорения процесса можно использовать бактерии.

Коммерческий сульфат меди обычно представляет собой сульфат меди с чистотой около 98% и может содержать следы воды. Безводный сульфат меди состоит из 39,81% меди и 60,19% сульфата по массе, а в голубой водной форме он состоит из 25,47% меди, 38,47% сульфата (12,82% серы) и 36,06% воды по массе. В зависимости от его использования предусмотрены четыре размера кристаллов: крупные кристаллы (10–40 мм), мелкие кристаллы (2–10 мм), снежные кристаллы (менее 2 мм) и ветреный порошок (менее 0,15 мм).

Химические свойства

Пентагидрат сульфата меди (II) разлагается перед плавлением. Он теряет две молекулы воды при нагревании до 63 ° C (145 ° F), затем еще две при 109 ° C (228 ° F) и последнюю молекулу воды при 200 ° C (392 ° F). Дегидратация протекает за счет разложения фрагмента тетрааквакоппера (2+), две противоположные аквагруппы теряются с образованием фрагмента диаквакоппера (2+). Второй этап обезвоживания происходит, когда две последние аквагруппы теряются. Полное обезвоживание происходит, когда последняя несвязанная молекула воды теряется. При 650 ° C (1202 ° F) сульфат меди (II) разлагается на оксид меди (II) (CuO) и триоксид серы (SO 3).

Сульфат меди реагирует с концентрированным соляной кислоты для получения тетрахлоркупрата (II):

Cu + 4 Cl → CuCl. 4

Обучение химии

Сульфат меди обычно входит в детские наборы химии. Он часто используется для выращивают кристаллы в школах и в экспериментах по меднению, несмотря на его токсичность. Сульфат меди часто используется для демонстрации экзотермической реакции, в которой стальная вата Лента или магния помещается в водный раствор CuSO 4. Она используется для демонстрации принципа гидратации минералов. Форма пентагидрата, которая имеет синий цвет, нагревается, превращая сульфат меди в безводную форму, которая имеет белый цвет, в то время как вода, которая присутствовала в форме пентагидрата, испаряется. Когда вода затем добавляется к безводной соединение, он снова превращается в т пентагидратная форма, возвращающая свой синий цвет, известна как голубой купорос. Пентагидрат сульфата меди (II) может быть легко получен путем кристаллизации из раствора в виде сульфата меди (II), который гигроскопичен.

На иллюстрации «реакции замещения одного металла» железо погружено в раствор меди. сульфат. Железо реагирует с образованием сульфата железа (II) и осаждения меди.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

В средней школе и в общем химическом образовании сульфат меди используется в качестве электролита для гальванических элементов, обычно в виде катодного раствора.. Например, в цинко-медном элементе ион меди в растворе сульфата меди поглощает электроны из цинка и образует металлическую медь.

Cu + 2e → Cu (катод) E ° ячейка = 0,34V
Используется

В качестве фунгицида и гербицида

Пентагидрат сульфата меди используется в качестве фунгицида. Однако некоторые грибы способны адаптироваться к повышенным уровням ионов меди.

Бордоская смесь, суспензия сульфата меди (II) (CuSO 4) и гидроксида кальция (Ca (OH) 2), используется для борьбы с грибком на винограде, дынях и других ягодах. Его получают путем смешивания водного раствора сульфата меди и суспензии гашеной извести.

соединения Чешунта, коммерческой смеси сульфата меди и карбоната аммония (снято с производства), используется в садоводство для предотвращения выцветания рассады. В качестве несельскохозяйственного гербицида он используется для борьбы с инвазивными водными растениями и корнями растений, расположенных рядом с водопроводными трубами. Он используется в плавательных бассейнах как альгицид. Разбавленный раствор медного купороса используется для лечения аквариумных рыб от паразитарных инфекций, а также для удаления улиток из аквариумов. Однако ионы меди очень токсичны для рыб. Большинство видов водорослей можно контролировать с помощью очень низких концентраций сульфата меди.

Аналитический реагент

В нескольких химических тестах используется сульфат меди. Он используется в растворе Фелинга и растворе Бенедикта для проверки восстанавливающих сахаров, которые восстанавливают растворимый синий сульфат меди (II) до нерастворимого красного меди. (I) оксид. Сульфат меди (II) также используется в реагенте биурета для тестирования белков.

Сульфат меди используется для анализа крови на анемию. Кровь проверяют, помещая ее в раствор сульфата меди с известным удельным весом - кровь, которая содержит достаточное количество гемоглобина, быстро тонет из-за своей плотности, тогда как кровь не тонет и не тонет. медленно имеет недостаточное количество гемоглобина.

В испытании пламенем его ионы меди излучают темно-зеленый свет, гораздо более глубокий зеленый, чем испытание пламенем для барий.

Органический синтез

Сульфат меди используется в ограниченном количестве в органическом синтезе. Безводная соль используется в качестве дегидратирующего агента для образования и управления ацетальными группами. Гидратированная соль может быть тщательно смешана с перманганатом калия, чтобы получить окислитель для превращения первичных спиртов.

Ниша использует

Сульфат меди (II) занимает много ниш приложения на протяжении веков. В промышленности сульфат меди находит множество применений. В полиграфии это добавка к переплетным пастам и клеям для защиты бумаги от укусов насекомых; в строительстве он используется в качестве добавки к бетону для обеспечения водонепроницаемости и дезинфицирующих свойств. Сульфат меди можно использовать в качестве окрашивающего ингредиента в произведениях искусства, особенно в очках и гончарных изделиях. Сульфат меди также используется в производстве фейерверков в качестве синего красителя, но смешивать сульфат меди с хлоратами при смешивании порошков для фейерверков небезопасно.

Опускание пластины для травления меди в раствор сульфата меди.

Сульфат меди был когда-то использовались для уничтожения бромелий, которые служат местом размножения комаров. Сульфат меди используется в качестве моллюскицида для лечения бильгарции в тропических странах.

Art

В 2008 году художник Роджер Хайорнс залил заброшенную водонепроницаемую муниципальная квартира в Лондоне с 75 000 литров раствора сульфата меди. Раствор оставляли кристаллизоваться на несколько недель, прежде чем осушить квартиру, оставив кристалл на стенах, полах и потолках. Работа называется «Захват». С 2011 года он выставляется в Йоркширском парке скульптур.

Офорт

Сульфат меди используется для травления цинковых или медных пластин для глубокой печати. Он также используется для протравливания рисунков на меди для ювелирных изделий, например, для Champlevé.

окрашивания

Сульфат меди может использоваться в качестве протравы при растительном крашении. Он часто выделяет зеленые оттенки определенных красителей.

Электроника

Водный раствор сульфата меди часто используется в качестве резистивного элемента в жидких резисторах.

Вопросы медицины и здравоохранения

Использовался сульфат меди в прошлом как рвотное средство. Сейчас он считается слишком токсичным для такого использования. Он по-прежнему указан как антидот в Анатомо-терапевтической химической классификации Всемирной организации здравоохранения .

Другая форма сульфатов меди

Безводная медь (II) сульфат представляет собой белое твердое вещество. Его можно получить путем дегидратации обычно доступного пентагидрата сульфата меди. В природе он встречается как очень редкий минерал, известный как. Пентагидрат также встречается в природе как халькантит. Два других сульфата меди включают остатки этих редких минералов: бонаттит (тригидрат) и бутит (гептагидрат).

Токсикологические эффекты

Сульфат меди является раздражителем. Обычно люди могут получить токсическое воздействие сульфата меди через глаза или кожу, а также через вдыхание порошков и пыли. Контакт с кожей может вызвать зуд или экзему. Попадание в глаза сульфата меди может вызвать конъюнктивит, воспаление подкладки века, изъязвление и помутнение роговицы.

при пероральном воздействии, сульфат меди умеренно токсичен. Согласно исследованиям, самая низкая доза сульфата меди, оказавшая токсическое действие на человека, составляет 11 мг / кг. Из-за его раздражающего действия на желудочно-кишечный тракт рвота автоматически запускается при приеме внутрь сульфата меди. Однако если в желудке задерживается сульфат меди, симптомы могут быть серьезными. После проглатывания 1–12 граммов сульфата меди могут возникнуть такие признаки отравления, как металлический привкус во рту, жгучая боль в груди, тошнота, диарея, рвота, головная боль, прекращение мочеиспускания, что приводит к пожелтению кожных покровов. В случае отравления сульфатом меди также может произойти повреждение мозга, желудка, печени или почек.

Экологическая токсичность

Сульфат меди хорошо растворим в воде и поэтому легко распределяется в среда. Медь в почве может быть получена из промышленных, автомобильных и архитектурных материалов. Согласно исследованиям, сульфат меди существует в основном на поверхности почвы и имеет тенденцию связывать органические вещества. Чем более кислая почва, тем меньше происходит связывание.

См. Также
Ссылки
Библиография
  • Haynes, William M., ed. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 978-1439855119.
Внешние ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с сульфатом меди (II).
Последняя правка сделана 2021-05-15 11:57:04
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте