- Kết cấu
- Danh pháp
- Tính chất
- Tình trạng thể chất
- Trọng lượng phân tử
- Độ nóng chảy
- Tỉ trọng
- Độ hòa tan
- Tính chất hóa học
- Thu được
- Các ứng dụng
- Trong thức ăn chăn nuôi
- Trong quá trình tổng hợp các hạt nano
- Trong các nghiên cứu kiểm soát dịch hại
- Trong các loại vải dẫn điện
- Ảnh hưởng đến môi trường
- Người giới thiệu
Các pentahydrat đồng sunfat là một hợp chất vô cơ bao gồm các yếu tố đồng (Cu), lưu huỳnh (S), oxy (O) và nước (H 2 O). Nó chứa các ion đồng (II) (Cu 2+ ) và sunfat (SO 4 2- ). Công thức hóa học của nó là CuSO 4 • 5H 2 O.
Trong tự nhiên, nó được tìm thấy tạo thành khoáng chất chalcantit hoặc canxit, còn được gọi là chalclase hoặc calclasse. Nó là một chất rắn kết tinh màu xanh lam.
Tinh thể đồng sunfat pentahydrat CuSO 4 • 5H 2 O. Tác giả: Überraschungsbilder. Nguồn: Wikimedia Commons.
Nó được sử dụng làm thức ăn bổ sung cho một số động vật như động vật nhai lại, lợn và gia cầm. Trong nông nghiệp, nó được dùng như một loại thuốc trừ sâu. Trong hoạt động khai thác, nó cho phép thu hồi các kim loại khác.
Do có màu xanh lam, nó được sử dụng để tạo màu cho vải và kim loại. Nó đã được sử dụng để lắng kim loại đồng trên sợi xenlulo để thu được các loại vải dẫn điện. Nó cũng được sử dụng để điều chế các hạt nano của đồng và các oxit của nó, với nhiều ứng dụng khác nhau.
Ở nồng độ cao, nó có thể gây độc cho động vật và thực vật, vì lý do này, nó đôi khi được sử dụng để loại trừ sâu bệnh (động vật hoặc thực vật) khỏi môi trường nước như đầm phá và ao tự nhiên.
Kết cấu
Hợp chất này được tạo thành bởi nguyên tố đồng ở trạng thái oxy hóa +2 và anion sunfat. Sau cùng có một nguyên tử lưu huỳnh với hóa trị +6 được bao quanh bởi bốn nguyên tử oxy, mỗi nguyên tử có hóa trị -2. Theo cách này, ion sunfat có hai điện tích âm.
Nó cũng có 5 phân tử nước trong cấu trúc của nó. Trong hình sau, bạn có thể thấy các nguyên tử khác nhau được sắp xếp như thế nào trong tinh thể.
Cấu tạo của CuSO 4 • 5H 2 O. Tác giả: Smokefoot. Nguồn: Wikimedia Commons.
Cu 2+ (quả cầu màu cam) phối trí đồng thời với 4 phân tử H 2 O (oxi = đỏ; hiđro = trắng) và với 2 nguyên tử oxi là SO 4 2- (lưu huỳnh = vàng). Trong hình, một trong các phân tử H 2 O ở trạng thái tự do biểu kiến nhưng là một phần của cấu trúc tinh thể.
Danh pháp
Khoáng vật chalcantit CuSO 4 • 5H 2 O. Tác giả: Archaeodontosaurus. Nguồn: Wikimedia Commons.
- Đồng sunfat pentahydrat
- Đồng (II) đủ pentahydrat
- Bluejack
- Đá xanh (từ đá xanh tiếng Anh)
- Chalcantit, canxit, chalclase hoặc calclase
Tính chất
Tình trạng thể chất
Chất rắn kết tinh màu xanh lam.
Trọng lượng phân tử
249,686 g / mol
Độ nóng chảy
Khi đạt đến 110 ºC, nó sẽ bị phân hủy.
Tỉ trọng
2,286 g / cm 3
Độ hòa tan
Hòa tan trong nước: 22,0 g / 100 g nước ở 25 ° C. Hòa tan trong metanol (CH 3 OH). Ít tan trong etanol (CH 3 CH 2 OH).
Tính chất hóa học
Khi hợp chất này tiếp xúc với nước, nó sẽ hòa tan tạo thành các ion Cu 2+ và SO 4 2- . Khả năng hòa tan của nó trong nước giảm đáng kể nếu trong nước có axit sulfuric.
H 2 SO 4 cung cấp các ion SO 4 2- và sự hiện diện của nó tạo ra hiệu ứng “ion chung”, vì ion này có trong pentahydrat đồng sunfat. Sự hòa tan có thể được diễn tả như thế này:
CuSO 4 • 5H 2 O (rắn) + nước ⇔ Cu 2+ + SO 4 2- + nước
Do đó, nếu SO 4 2- của axit sunfuric đã có trong dung dịch , thì cân bằng chuyển dịch sang trái, nghĩa là theo hướng tạo thành chất rắn và do đó độ hòa tan giảm.
Thu được
Một trong những cách để thu được pentahydrat đồng sunfat là hòa tan khoáng malachit trong dung dịch axit sunfuric (H 2 SO 4 ) ở nhiệt độ được kiểm soát. Malachite chứa Cu 2 (OH) 2 CO 3 với các tạp chất khác, chẳng hạn như sắt.
Dung dịch đồng (II) không tinh khiết được xử lý bằng hydro peroxit (H 2 O 2 ) để đảm bảo tạp chất sắt (II) (Fe 2+ ) được chuyển thành sắt (III) (Fe 3+ ). Sau đó được kết tủa ở dạng hydroxit sắt (Fe (OH) 3 ) bằng cách sử dụng natri hydroxit (NaOH).
Kết tủa có nghĩa là các phần tử của chất rắn không hòa tan được hình thành trong dung dịch, rơi xuống đáy của vật chứa có chứa nó.
Xuất hiện dung dịch đậm đặc CuSO 4 • 5H 2 O. Tác giả: PublicDomainPictures. Nguồn: Pixabay.
Hỗn hợp thu được được lọc để loại bỏ Fe (OH) 3 rắn và chất lỏng còn lại được xử lý bằng etanol (C 2 H 5 OH), metanol (CH 3 OH) hoặc axit sunfuric để kết tủa tất cả các ion Cu 2+ là của CuSO 4 • 5H 2 O.
Ví dụ, khi thêm etanol, sẽ có ít nước hơn để các ion Cu 2+ và SO 4 2- có trong dung dịch và có xu hướng liên kết với nhau. Nó hoạt động như một chất khử nước. Bạn càng thêm nhiều etanol, nó càng tạo thành chất rắn.
Chất rắn kết tủa có thể được kết tinh lại để tinh chế. Để làm điều này, nó được hòa tan trong nước ở nhiệt độ 80-90 ° C và sau đó dung dịch được làm lạnh đến 25-30 ° C. Hợp chất pentahydrat kết tủa lại và các tạp chất vẫn còn trong dung dịch.
Các ứng dụng
Nó có một loạt các ứng dụng thương mại.
Trong nông nghiệp, nó được dùng như một loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm, chất diệt mầm và chất phụ gia cho đất. Trong các liệu pháp thú y, nó được sử dụng như một loại thuốc tẩy giun sán, thuốc diệt nấm và gây nôn (để gây nôn).
Nó được sử dụng như một chất màu xanh lam hoặc xanh lá cây trong thuốc nhuộm và chất tạo màu, làm chất kết dính trong màu vải và kim loại. Cũng như một loại mực in ảnh và như một thuốc thử để tăng cường âm bản.
Nó được sử dụng trong các hoạt động khai thác mỏ như một chất thử tuyển nổi để thu hồi kẽm và chì. Nó được sử dụng để sản xuất các hợp chất đồng khác, nó được sử dụng trong thuộc da và để bảo quản gỗ.
Trong thức ăn chăn nuôi
Hợp chất này được sử dụng trong chế độ ăn của lợn với một lượng rất nhỏ như một chất thúc đẩy tăng trưởng, đặc biệt là trong giai đoạn sau cai sữa. Cơ chế mà nó có tác dụng này vẫn chưa được biết.
Một số nhà nghiên cứu cho rằng nó làm giảm số lượng vi khuẩn gây bệnh hoặc có hại trong ruột của động vật và do đó thúc đẩy sự phát triển của chúng.
Với CuSO 4 • 5H 2 O, sự phát triển của heo con cai sữa có thể được thúc đẩy. Tác giả: MabelAmber. Nguồn: Pixabay.
Các học giả khác chỉ ra rằng nó cải thiện sức khỏe đường ruột của những con vật này, nhưng một số nghiên cứu chỉ ra rằng tiêm đồng vào tĩnh mạch cũng cải thiện sự phát triển của chúng.
Nó cũng đã được sử dụng cho mục đích tương tự ở gia cầm, và đã được sử dụng trong tình trạng thiếu đồng ở gia súc nhai lại.
Trong quá trình tổng hợp các hạt nano
Đồng sunfat pentahydrat đã được sử dụng để thu được các hạt nano hỗn hợp của đồng và đồng (I) oxit (Cu / Cu 2 O).
Các hạt nano là những cấu trúc cực kỳ nhỏ chỉ có thể được nhìn thấy qua kính hiển vi điện tử.
Bột Cu / Cu 2 O ở dạng phân tử nano được sử dụng trong xúc tác hoặc tăng tốc các phản ứng hóa học, trong chất bán dẫn và vật liệu chống vi khuẩn, cùng các ứng dụng khác.
Trong các nghiên cứu kiểm soát dịch hại
CuSO 4 • 5H 2 O đã được sử dụng trong các thí nghiệm để đánh giá độc tính của nó đối với ốc sên thuộc loài Pomacea channeliculata.
Đây là những loài động vật thân mềm có nguồn gốc từ các vùng nhiệt đới của Nam Mỹ, sinh sống ở nhiều dạng hệ sinh thái khác nhau, từ đầm, phá đến hồ và sông.
Chúng được nghiên cứu vì một số ký sinh trùng ở người ký sinh như Schistosoma mansoni (sán lá gây bệnh bilharzia). Ốc sên cũng có thể gây hại cho cây nông nghiệp ở các vùng ngập lụt.
Vỏ của ốc bươu vàng Pomacea channeliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Nguồn: Wikimedia Commons.
Trứng do ốc bám trên cây thủy sinh. Những loài ốc này đôi khi là một loài gây hại có thể được kiểm soát bằng CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv, Viện Quốc gia về Bệnh ký sinh trùng / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). Nguồn: Wikimedia Commons.
Theo các nghiên cứu đã xem xét, dung dịch nước chứa đồng sunfat pentahydrat cực kỳ độc hại đối với những con ốc sên này, vì vậy hợp chất này có thể được sử dụng để loại bỏ nhuyễn thể khỏi các khu vực bị nhiễm bệnh.
Theo một số nghiên cứu nhất định, điều này là do ốc sên không cần ion đồng, vì vậy chỉ cần tiếp xúc với ion này là đủ để con vật chết.
Trong các loại vải dẫn điện
Hợp chất này đã được sử dụng để lấy vật liệu dệt có tích hợp cảm biến điện. Loại vải này được sử dụng trong các thiết bị lưu trữ điện, cảm biến áp suất, bộ tách sóng quang và màn chắn phát sáng.
Để có được loại vải dẫn điện, người ta dùng sợi xenlulo dệt bán tổng hợp gọi là "Lyocell" được phủ một lớp đồng kim loại. Việc tráng phủ được thực hiện theo phương pháp không điện phân bắt đầu từ dung dịch CuSO4 • 5H2O và các hợp chất hóa học phụ trợ khác.
Sợi Lyocell. Loại vải này đã được sử dụng trong các thử nghiệm mạ đồng. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Nguồn: Wikimedia Commons.
Vải thu được theo cách này có thể truyền tín hiệu điện ngay cả trong điều kiện biến dạng hoặc kéo căng mà vẫn duy trì độ dẫn điện cao.
Ảnh hưởng đến môi trường
Như đã giải thích trước đó, CuSO 4 • 5H 2 O, khi hòa tan trong nước, tạo ra ion đồng (II).
Mặc dù ở nồng độ thấp đồng rất cần thiết cho các hoạt động tế bào của cơ thể sống, nhưng ở nồng độ cao nó có thể gây độc và thậm chí gây tử vong.
Do đó, sự hiện diện của ion nói trên trong môi trường tạo thành nguy cơ đối với động vật và thực vật. Trong hệ sinh thái dưới nước, nó có thể tích lũy sinh học trong cơ thể sống và trong chuỗi thức ăn, gây ra thiệt hại.
CuSO 4 • 5H 2 O có thể gây hại cho môi trường nước. Tác giả: JamesDeMers. Nguồn: Pixabay.
Trên thực tế, trong một số kinh nghiệm nhất định, người ta đã phát hiện ra rằng sự ô nhiễm môi trường nước với pentahydrat đồng sunfat làm giảm sinh khối của một số loài thực vật thủy sinh.
Điều đó có nghĩa là thực vật ít phát triển hơn khi có muối này ở nồng độ cao.
Người giới thiệu
- Lide, DR (chủ biên) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. Lần thứ 85 CRC Press.
- Kokes, H. và cộng sự. (2014). Sự hòa tan đồng và sắt từ quặng malachit và sự kết tủa của pentahydrat đồng sunfat bằng quá trình hóa học. Khoa học và Công nghệ Kỹ thuật, một Tạp chí Quốc tế. 2014; 17 (1): 39-44. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Alves de Azevedo B., JP và Peixoto, MN (2015). Giảm sinh khối của Salvinia molesta tiếp xúc với pentahydrat đồng sunfat ( CuSO 4 .5H 2 O). Môi trường xung quanh Rev. Nước 2015; 10 (3): 520-529. Được khôi phục từ doaj.org.
- Root, W. và cộng sự. (2019). Cảm biến độ căng dệt linh hoạt dựa trên vải xenlulo loại Lyocell tráng đồng. Polyme 2019, 11, 784. Được khôi phục từ mdpi.com.
- Pitelli, RA và cộng sự. (2008). Độc tính cấp tính của đồng sunfat và nước chiết xuất từ lá neem khô trên ốc sên (Pomacea channeliculata). Acta Sci. Biol. Sci. 2008; 30 (2): 179-184. Được khôi phục từ doaj.org.
- Badawy, SM và cộng sự. (2015). Tổng hợp, đặc tính và hoạt động xúc tác của các hạt nano Cu / Cu2O được điều chế trong môi trường nước. Bản tin Kỹ thuật Phản ứng Hóa học & Xúc tác. Năm 2015; 10 (2): 169-174. Được khôi phục từ doaj.org.
- Justel, FJ và cộng sự (2014). Tính chất hòa tan và tính chất vật lý của dung dịch bão hòa trong hệ thống đồng sunfat + axit sunfuric + nước biển ở các nhiệt độ khác nhau. Tạp chí Kỹ thuật Hóa học Brazil. Năm 2015; 32 (3): 629-635. Được khôi phục từ doaj.org.
- Park, CS và Kim, BG (2016). Tính hòa tan trong ống nghiệm của Đồng (II) Sulfate và Dicopper Chloride Trihydroxide cho Heo. Châu Úc Châu Á. J. Hoạt hình. Khoa học 2016; 29 (11): 1608-1615. Được khôi phục từ doaj.org.
- Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Đồng sunfat pentahiđrat. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Wikipedia (năm 2020). Chalcanthite. Khôi phục từ en.wikipedia.org.