的硫酸铜五水合物是由元素铜(Cu),硫(S),氧(O)和水(H的无机化合物2 O)。它包含铜(II)(Cu 2+)和硫酸盐(SO 4 2-)离子。其化学式为硫酸铜4• 5H 2 O.
在自然界中,发现形成了矿物黄铜矿或方解石,也称为黄铜矿或钙质石。它是蓝色结晶固体。
铜的结晶五水硫酸铜硫酸铜4• 5H 2 O.作者:Überraschungsbilder。资料来源:维基共享资源。
它被用作反刍动物,猪和家禽等某些动物的食品补充剂。在农业中,它用作农药。在采矿活动中,它可以回收其他金属。
由于具有蓝色,因此可用于对织物和金属进行着色。它已被用来在纤维素纤维上沉积金属铜以获得导电织物。它也可用于制备铜及其氧化物的纳米粒子,具有多种应用。
在高浓度下,它可能对动植物产生毒性,因此,有时将其用于消除泻湖和天然池塘等水生环境中的有害生物(动物或植物)。
结构体
该化合物由处于氧化态+2的元素铜和硫酸根阴离子形成。后者具有价原子为+6的硫原子,被四个氧原子包围,每个氧原子的价为-2。这样,硫酸根离子具有两个负电荷。
它还具有5个水分子。在下图中,您可以看到晶体中各种原子的排列方式。
CuSO 4• 5H 2 O的结构。作者:Smokefoot。资料来源:维基共享资源。
Cu 2+(橙色球)与4个H 2 O 分子(氧=红色;氢=白色)和2个SO 4 2-氧原子(硫=黄色)同时配位。在该图中,H 2 O 分子之一具有明显的自由度,但是是晶体结构的一部分。
命名法
Chalcantite矿物硫酸铜4• 5H 2 O.作者:古齿龙属。资料来源:维基共享资源。
- 五水硫酸铜
- 铜(II)五水合物
- 酒杯
- 蓝宝石(来自英语蓝宝石)
- 黄铜矿,方解石,钙铝石或钙铝石
物产
物理状态
蓝色结晶固体。
分子量
249.686克/摩尔
熔点
达到110℃时,它分解。
密度
2,286克/厘米3
溶解度
易溶于水:22.0克/ 100克水,在25°C下。溶于甲醇(CH 3 OH)。稍溶于乙醇(CH 3 CH 2 OH)。
化学性质
该化合物与水接触时溶解,形成离子Cu 2+和SO 4 2-。如果水中存在硫酸,则其在水中的溶解度会大大降低。
H 2 SO 4提供SO 4 2-离子,并且其存在会产生“公共离子”效应,因为该离子存在于五水合硫酸铜中。解散可以这样表示:
CuSO 4• 5H 2 O(固体)+水⇔Cu 2+ + SO 4 2- +水
因此,如果溶液中已经存在硫酸的SO 4 2-,则平衡向左移动,即向固体的方向移动,因此溶解度降低。
取得
获得五水合硫酸铜的方法之一是在控制的温度下将孔雀石矿物溶解在硫酸水溶液(H 2 SO 4)中。孔雀石含有Cu 2(OH)2 CO 3和其他杂质,例如铁。
用过氧化氢(H 2 O 2)处理不纯的铜(II)溶液,以确保将铁(II)(Fe 2+)杂质转化为铁(III)(Fe 3+)。使用氢氧化钠(NaOH)将后者以氢氧化铁(Fe(OH)3)的形式沉淀。
沉淀是指溶液中形成不溶性固体颗粒,该颗粒落入装有该溶液的容器底部。
CuSO 4• 5H 2 O 浓缩溶液的外观。作者:PublicDomainPictures。资料来源:
过滤所得混合物以除去固体Fe(OH)3,并将剩余的液体用乙醇(C 2 H 5 OH),甲醇(CH 3 OH)或硫酸处理,以沉淀出所有Cu 2+离子,硫酸铜的4• 5H 2 O.
例如,当添加乙醇时,可用的水较少,因此离子Cu 2+和SO 4 2-处于溶液中并趋于结合在一起。它起脱水剂的作用。添加的乙醇越多,它形成的固体就越多。
沉淀的固体可以重结晶以纯化。为此,将其溶于80-90°C的水中,然后将溶液冷却至25-30°C。五水合物再沉淀,杂质保留在溶液中。
应用领域
它具有广泛的商业应用。
在农业中,它用作农药,杀虫剂,除草剂,杀真菌剂,杀菌剂和土壤添加剂。在兽医疗法中,它被用作驱虫药,杀真菌剂和催吐药(引起呕吐)。
它在染料和着色剂中用作蓝色或绿色颜料,在织物和金属的着色中用作媒染剂。还用作照片打印墨粉和增强负片的试剂。
在采矿活动中用作浮选试剂,用于回收锌和铅。它用于生产其他铜化合物,用于皮革鞣制和防腐木。
在动物饲料中
这种化合物在猪的饲料中以少量作为生长促进剂使用,尤其是在断奶后阶段。它起到这种作用的机制仍然未知。
一些研究人员声称,它减少了动物肠道中病原性或有害细菌的种群,因此有利于它们的生长。
使用CuSO 4• 5H 2 O,可以促进断奶仔猪的发育。作者:MabelAmber。资料来源:
其他学者指出,它可以改善这些动物的肠道健康,但一些研究表明,静脉注射铜还可以改善它们的生长。
它也已用于家禽中的相同目的,并已用于反刍动物中的铜缺乏症。
在纳米粒子的合成中
五水合硫酸铜已用于获得铜和氧化铜(I)(Cu / Cu 2 O)的混合纳米颗粒。
纳米颗粒是非常小的结构,只能通过电子显微镜才能看到。
纳米颗粒形式的Cu / Cu 2 O 粉末可用于催化或促进化学反应,半导体和抗菌材料等。
在有害生物防治研究中
CuSO 4• 5H 2 O已用于实验中,以评估其对Pomacea canaliculata物种蜗牛的毒性。
这些是生活在南美热带地区的软体动物,栖息于各种类型的生态系统中,从沼泽和泻湖到湖泊和河流。
之所以对它们进行研究是因为某些宿主人类寄生虫,例如曼氏血吸虫(引起比哈兹氏病的吸虫)。蜗牛也可能对水灾地区的农作物有害。
蜗牛的壳Pomacea canaliculata。H.Zell / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)。资料来源:维基共享资源。
蜗牛在水生植物上沉积的鸡蛋。这些蜗牛有时是可以用CuSO 4• 5H 2 O 控制的害虫。吕珊,美国寄生虫病研究所/ CC BY(https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)。资料来源:维基共享资源。
根据已审查的研究,五水合硫酸铜水溶液对这些蜗牛有极强的毒性,因此该化合物可用于消除受灾地区的软体动物。
根据某些研究,这是因为蜗牛不需要铜离子,因此只要与该离子接触就足以使动物死亡。
在导电织物中
该化合物已用于获得带有集成电传感器的纺织材料。这种类型的织物用于电力存储设备,压力传感器,光电探测器和发光屏幕。
为了获得导电织物,将被称为“ Lyocell”的半合成编织纤维素纤维涂覆有金属铜。涂层以非电解方式从CuSO4•5H2O和其他辅助化合物的溶液开始进行。
莱赛尔纤维。这种类型的布用于镀铜测试。Dobrozhinetsky / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)。资料来源:维基共享资源。
以这种方式获得的织物即使在变形或拉伸条件下也可以传递电信号,同时保持高导电性。
对环境的影响
如前所述,当溶解在水中时,CuSO 4• 5H 2 O会生成铜(II)离子。
尽管铜在低浓度下对于活生物体的细胞活动必不可少,但在高浓度下,铜可能有毒甚至导致死亡。
因此,环境中所述离子的存在对动植物构成风险。在水生生态系统中,它可以在生物和食物链中生物蓄积,造成破坏。
CuSO 4• 5H 2 O可能对水生环境有害。作者:JamesDeMers。资料来源:
实际上,在某些经验中已经发现,五水硫酸铜污染水生环境会导致某些水生植物的生物量减少。
这意味着在高浓度这种盐的存在下植物的生长会减少。
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