Struktura pentahydratu siarczanu miedzi, właściwości,

On Siarczan miedzi pentahydrate Jest to związek nieorganiczny utworzony przez miedź (Cu), siarkę, tlen (O) i wodę (H (H (H₂ALBO). Zawiera jony miedzi (II) (Cu²⁺) i siarczan (więc₄^2-). Jego formuła chemiczna to cuso_{4 •}5h₂ALBO.

W naturze tworzy Chalcantita lub Mineral Calcant, zwany także Chalclasa lub Calclasa. Jest to niebieska krystaliczna substancja stała.

Siarczan miedzi siarczan miedzi_{4 •}5h₂ALBO. Autor: überraschungsbilder. Źródło: Wikimedia Commons.

Jest stosowany jako uzupełnienie odżywcze dla niektórych zwierząt, takich jak przeżuwacze, świnie i drobi. W rolnictwie służy jako pestycyd. W działaniach wydobywczych pozwala odzyskać inne metale.

Za niebieski odcień służy do zabarwienia tkanin i metali. Został użyty do osadzania metalicznej miedzi na włókna celulozowe w celu uzyskania tkanin przewodzących energię elektryczną. Służy również do przygotowywania nanocząstek miedzi i jego tlenków, z różnorodnymi aplikacjami.

W wysokich stężeniach może być toksyczny dla fauny i flory, więc czasami służy do eliminowania szkodników (zwierząt lub roślin) środowisk wodnych, takich jak laguny i naturalne stawy.

[TOC]

Struktura

Związek ten powstaje przez element miedzi w jego stanie utleniania +2 i anion siarczanu. Ten ostatni ma atom siarki z Walencją +6 otoczony czterema atomami tlenu, każdy z Walencją -2. W ten sposób jon siarczanu ma dwa ładunki ujemne.

Ma również 5 cząsteczek wody w swojej strukturze. Na poniższej liczbie widać sposób, w jaki różne atomy w szkle są ułożone.

Struktura CUO_{4 •}5h₂ALBO. Autor: Smokefoot. Źródło: Wikimedia Commons.

Cu²⁺ (kule pomarańczowe) jest jednocześnie koordynowana z 4 -godzinnymi cząsteczkami₂O (tlen = czerwony; wodór = biały) i z 2 atomami tlenu SOS₄^2- (siarka = żółta). Na rysunku jedna z cząsteczek H₂O jest w pozornej swobodzie, ale jest częścią krystalicznej struktury.

Nomenklatura

Minerał z Chalcantita cuso_{4 •}5h₂ALBO. Autor: Archaeodontosaurus. Źródło: Wikimedia Commons.

• Siarczan miedzi pentahydrate
• Cierpienie miedzi (ii) pentahydrat
• Bluejack
• Niebieski kamień (angielski Niebieski kamień)
• Chalcantita, Calcantita, Chalclasa lub Calclasa

Nieruchomości

Stan fizyczny

Niebieski krystaliczny stał.

Waga molekularna

249 686 g/mol

Temperatura topnienia

Po osiągnięciu 110 °.

Gęstość

2286 g/cm³

Rozpuszczalność

Rozpuszczalna woda: 22,0 g/100 g wody w temperaturze 25 ° C. Rozpuszczalny metanol (wybierz₃OH). Nieco rozpuszczalne w etanolu (wybierz₃Ch₂OH).

Właściwości chemiczne

Ten związek po kontakcie z wodą jest rozpuszczany, tworząc jony cu²⁺ A więc₄^2-. Jego rozpuszczalność w wodzie znacznie się zmniejsza, jeśli kwas siarkowy występuje w wodzie.

Może ci serwować: alkohol z kamforyki: struktura, formuła, właściwości i zastosowania

H₂południowy zachód₄ Zapewnia jony₄^2- A jego obecność generuje efekt „wspólnego jonu”, ponieważ jon ten występuje w siarczanie miedzi pentahydratowym. Rozwiązanie można wyrazić w następujący sposób:

Cuso_{4 •}5h₂Lub (stałe) + woda ⇔ cu²⁺ + południowy zachód₄^2- + woda

Dlatego jeśli SO jest już obecne w rozwiązaniu₄^2- kwasu siarkowego, równowaga przesuwa się w lewo, to znaczy w kierunku tworzenia stałego, a zatem rozpuszczalność zmniejsza się.

Uzyskanie

Jednym ze sposobów uzyskania siarczanu miedzi pentahydratu jest rozpuszczenie minerału Malachite w wodnym roztworze kwasu siarkowego (H (H H₂południowy zachód₄) w kontrolowanej temperaturze. Malquita zawiera Cu₂(OH)₂WSPÓŁ₃ Z innymi zanieczyszczeniami, takimi jak żelazo.

Nieczysty roztwór miedzi (II) traktuje się nadtlenkiem wodoru (H₂ALBO₂) Aby zapewnić, że zanieczyszczenia żelaza (ii) (wiara²⁺) stać się żelazem (iii) (wiara³⁺). Ten ostatni jest wykonany w postaci wodorotlenku żelazowego (wiara (OH)₃) Za pomocą wodorotlenku sodu (NaOH).

Osad oznacza, że ​​cząstki nierozpuszczalnego ciała stałego powstają w roztworze, który spada na dno zawierającego go pojemnika.

Wygląd skoncentrowanego roztworu CUSO_{4 •}5h₂ALBO. Autor: Public DomeAnpartures. Źródło: Pixabay.

Powstała mieszanina jest filtrowana w celu usunięcia stałego wiary (OH)₃ A pozostała płyn jest traktowana etanolem (c₂H₅Och), metanol (wybierz₃OH) lub kwas siarkowy w celu wytrącania wszystkich jonów Cu²⁺ cuo_{4 •}5h₂ALBO.

Podczas dodawania na przykład etanolu dostępnych jest mniej wody dla jonów Cu²⁺ A więc₄^2- są w roztworze i zwykle łączą się. Działa jak odwodnienie. Im bardziej etanol jest dodawany bardziej solidny.

Wytrącone substancje stałe można rekrutować, aby ją oczyścić. Aby to zrobić, rozpuszcza się w wodzie w temperaturze 80-90 ° C, a następnie roztwór chłodzi się w 25-30 ° C. Związek Pentahydrate ponownie pędza, a zanieczyszczenia pozostają w roztworze.

Aplikacje

Ma szeroki okres zastosowań komercyjnych.

W obszarze rolnictwa służy jako pestycyd, środki owadobójcze, herbicyd, grzybobójczy, blemucide i addytyw gleby. W terapiach weterynaryjnych jest stosowany jako przeciwgąciowy, grzybobójczy i emético (powodujący wymioty).

Jest używany jako niebieski lub zielony pigment w barwnikach i barwnikach, jako mordant w kolorze tkanin i metali. Także jako toner wrażeń na zdjęciach i jako odczynnik zintensyfikowania negatywów.

Może ci służyć: skuteczne obciążenie nuklearne

Jest stosowany w działaniach wydobywczych jako odczynnik flotacyjny w celu odzyskiwania cynku i ołowiu. Służy do produkcji innych związków miedzianych, jest stosowany w opalenizny.

W żywności dla zwierząt

Ten związek jest stosowany w diecie świń w bardzo małych ilościach jako promotor wzrostu, szczególnie w fazie tylnej. Mechanizm, za pomocą którego ma ten efekt, jest nadal nieznany.

Niektórzy badacze twierdzą, że zmniejsza populację patogennych lub szkodliwych bakterii w jelicie zwierząt, a w konsekwencji sprzyja ich wzrostowi.

Z cuso_{4 •}5h₂O możesz faworyzować rozwój świni odsadzonych. Autor: Mabelamber. Źródło: Pixabay.

Inni uczeni wskazują, że poprawia zdrowie jelit tych zwierząt, ale niektóre badania wskazują, że wstrzyknięcie dożylne miedzi również poprawia jego wzrost.

Był również używany do tego samego celu w drobiu i był używany w niedoborze miedzian przeżuwaczy.

W syntezie nanocząstek

Siarczan miedzi pentahydrate zastosowano do uzyskania mieszanych nanocząstek miedzi i tlenku miedzi (I) (Cu/Cu₂ALBO).

Nanocząstki to wyjątkowo małe struktury, które można zobaczyć tylko za pomocą mikroskopu elektronicznego.

Pył Cu/cu₂O W postaci nanocząstek, które stosuje w katalizie lub przyspieszeniu reakcji chemicznych, w półprzewodnikach i materiałach przeciwdrobnoustrojowych, między innymi.

W badaniach nad kontrolą szkodników

Cuso_{4 •}5h₂Lub został wykorzystany w doświadczeniach do oceny jego toksyczności wobec ślimaków gatunku Pomacea canaliculata.

Są to rodzime mięczaki z tropikalnych regionów Ameryki Południowej, które zamieszkują różne rodzaje ekosystemów, od bagien i lagun po jeziora i rzeki.

Są badane, ponieważ niektóre ludzkie pasożyty gospodarza, takie jak Schistosoma mansoni (Trematode, który powoduje chorobę Bilharzia). Karakole mogą być również szkodliwe dla upraw rolniczych w zalewanych regionach.

Caparazones de los Caracoles Pomacea canaliculata. H. Zell/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0). Źródło: Wikimedia Commons. Jaja osadzone przez ślimaki w roślinie wodnej. Te ślimaki czasami stanowią plagę, którą można kontrolować za pomocą CUSO_{4 •}5h₂ALBO. Shan LV, National Institute of Pasożyc Chorobes/CC Autor (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.5). Źródło: Wikimedia Commons.

Według przeglądu badań, wodne roztwory siarczanu miedzi pentahydratu są wyjątkowo toksyczne dla tych ślimaków, więc ten związek można wykorzystać do wyeliminowania mięczaka z zarażonych obszarów.

Może ci służyć: reakcje spalania

Według niektórych dochodzeń dzieje się tak, ponieważ ślimak nie potrzebuje jonu miedzi, więc tylko kontakt z tym jonem byłby wystarczający, aby śmierć zwierzęcia nastąpiła.

W elektryczności przewodzących tkaniny

Ten związek został wykorzystany do uzyskiwania materiałów tekstylnych ze zintegrowanymi czujnikami energii elektrycznej. Ten rodzaj tkaniny ma zastosowanie w urządzeniach magazynowych elektrycznych, czujnikach ciśnienia, fotodetektora i ekranach emitujących światło.

Aby uzyskać tkaniny przewodzące energię elektryczną, metalowe włókno tkanin celulozy o nazwie „Lyocell” jest pokryte metaliczną miedzią. Powłoka wykonuje się w sposób nieelektrolityczny oparty na roztworze CUSO4 • 5H2O i innych pomocniczych związków chemicznych.

Włókno Lyocell. Ten rodzaj tkaniny zastosowano w testach powlekania miedzi. Dobrozhinetsky/cc by-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0). Źródło: Wikimedia Commons.

Tkanina uzyskana w ten sposób może przenieść sygnał elektryczny nawet w warunkach odkształcenia lub rozciągania, utrzymując wysoką przewodność.

Wpływ na środowisko

Jak wyjaśniono powyżej cuso_{4 •}5h₂Lub podczas rozpuszczania się w wodzie generuje jon miedzi (II).

Chociaż miedź jest niezbędna w niskich stężeniach dla aktywności komórkowej żywych organizmów, w wysokich stężeniach może być toksyczna, a nawet powodować śmierć.

Dlatego obecność tego jonu w środowisku stanowi ryzyko zwierząt i roślin. W ekosystemach wodnych może być bioakumulacja w żywych istotach i łańcuchu pokarmowym, powodując uszkodzenia.

Cuso_{4 •}5h₂O może być szkodliwe dla środowisk wodnych. Autor: Jamesdemers. Źródło: Pixabay.

W rzeczywistości w niektórych doświadczeniach stwierdzono, że zanieczyszczenie środowisk wodnych z siarczanem miedzi pentahydratowym powoduje, że biomasa niektórych roślin wodnych maleje.

Co oznacza, że ​​rośliny rosną mniej w obecności tej soli w wysokich stężeniach.

Bibliografia

1. Ołów, d.R. (redaktor) (2003). Podręcznik chemii i fizyki CRC. 85^th CRC Press.
2. Kokes, h. i in. (2014). Rozpuszczanie miedzi i żelaza z rudy malachitowej i precyzja pentahydratu siarczanu miedzi według procesu chemicznego. Inżynieria naukowa i technologia, międzynarodowy czasopismo. 2014; 17 (1): 39-44. Odzyskane z naukowym.com.
3. Azevedo B Alves., J.P. i Peixoto, m.N. (2015). Zmniejszenie biomasy Irytująca Salvinia Narażony na pentahydrat siarczanu miedzi (cuo₄.5h₂ALBO). Obrót silnika. Otoczenia. Woda 2015; 10 (3): 520-529. Wyzdrowiał z DOAJ.org.
4. Root, w. i in. (2019). Elastyczny czujnik odkształceń tekstylnych oparty na tkaninie celulozowej powleczonej miedzi. Polymers 2019, 11, 784. MDPI odzyskało.com.
5. Pittelli, r.DO. i in. (2008). Ostra toksyczność siarczanu miedzi i wodny ekstrakt z wysuszonych liści neem na ślimakach (Pomacea canaliculata). Ustawa Sci. Biol. Sci. 2008; 30 (2): 179-184. Wyzdrowiał z DOAJ.org.
6. Badawy, s.M. i in. (2015). Synteza, charakterystyka i aktywność katalityczna nanocząstek Cu/Cu2O przygotowane w środowisku wodnym. Biuletyn inżynierii i katalizy reakcji chemicznej. 2015; 10 (2): 169-174. Wyzdrowiał z DOAJ.org.
7. Justel, f.J. i in. (2014). Rozpuszczalność i właściwości fizyczne nasyconych roztworów w siarczanie miedzi + kwas siarkowy + układ wodny morski w różnych temperaturach. Brazylijski Journal of Chemical Engineering. 2015; 32 (3): 629-635. Wyzdrowiał z DOAJ.org.
8. Park, c.S. i Kim, B.G. (2016). In vitro Rozpuszczalność siarczanu miedzi (II) i trihydroksydę chlorku dikopper. Azjatyccy Austalas. J. Anim. Sci. 2016; 29 (11): 1608-1615. Wyzdrowiał z DOAJ.org.
9. LUB.S. National Library of Medicine. (2019). Pentahydrat siarczanu miedzi. Odzyskane z Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov.
10. Wikipedia (2020). Chalcanthite. Odzyskane z.Wikipedia.org.