- Struktura
- Nomenklatura
- Svojstva
- Psihičko stanje
- Molekularna težina
- Talište
- Gustoća
- Topljivost
- Kemijska svojstva
- dobivanje
- Prijave
- U hrani za životinje
- U sintezi nanočestica
- U studijama za suzbijanje štetočina
- U elektro provodljivim tkaninama
- Učinci na okoliš
- Reference
Bakar sulfat pentahidrat je anorganski spoj koji se sastoji od elemenata bakar (Cu), sumpor (S), kisik (O), i vodom (H 2 O). Sadrži ione bakra (II) (Cu 2+) i sulfata (SO 4 2-). Njegova kemijska formula je CuSO 4 • 5H 2 O.
U prirodi se nalazi u sastavu minerala halkantid ili kalcantit, koji se naziva i kalklaza ili kalklaza. To je plava kristalna kruta tvar.
Kristal bakrenog sulfata pentahidrata CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: Überraschungsbilder. Izvor: Wikimedia Commons.
Koristi se kao dodatak hrani za neke životinje poput preživača, svinja i peradi. U poljoprivredi služi kao pesticid. U rudarskim aktivnostima omogućava oporavak ostalih metala.
Zbog plavog nijansi koristi se za bojanje tkanina i metala. Korišćen je za taloženje metalnog bakra na celulozna vlakna za dobivanje elektroprovodnih tkanina. Također se koristi za pripremanje nanočestica bakra i njegovih oksida, s različitim primjenama.
U visokim koncentracijama može biti toksičan za faunu i floru, pa se iz tog razloga ponekad koristi za uklanjanje štetočina (životinja ili biljaka) iz vodenih okoliša poput laguna i prirodnih ribnjaka.
Struktura
Ovaj spoj tvori element bakar u oksidacijskom stanju +2 i sulfatni anion. Potonji ima atom sumpora s valentnošću +6 okružen s četiri atoma kisika, svaki s valentnošću -2. Na taj način sulfatni ion ima dva negativna naboja.
Također ima 5 molekula vode u svojoj strukturi. Na sljedećoj slici možete vidjeti kako su različiti atomi raspoređeni u kristalu.
Struktura CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: Smokefoot. Izvor: Wikimedia Commons.
Cu 2+ (narančaste kuglice) koordinira istovremeno sa 4 molekulama H 2 O (kisik = crvena hidrogen-bijele) i sa 2 atoma kisika SO 4 2- (sumpor = žuta). Na slici jedan od H 2 O molekule u prividne slobode, ali je dio kristalne strukture.
Nomenklatura
Halkantitski mineral CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: Archaeodontosaurus. Izvor: Wikimedia Commons.
- Pentahidrat bakarnog sulfata
- Bakar (II) udiše pentahidrat
- Bluejack
- Plavi kamen (od engleskog plavi kamen)
- Halkantit, kalcantit, halklaza ili kalklaza
Svojstva
Psihičko stanje
Plava kristalna krutina.
Molekularna težina
249.686 g / mol
Talište
Kada dostigne 110 ºC, raspada se.
Gustoća
2286 g / 3
Topljivost
Topivo u vodi: 22,0 g / 100 g vode pri 25 ° C. Topljiv u metanolu (CH 3 OH). Slabo topljiv u etanolu (CH 3 CH 2 OH).
Kemijska svojstva
Kada ovaj spoj dođe u kontakt s vodom, otapa se formirajući ione Cu 2+ i SO 4 2-. Njegova topivost u vodi znatno se smanjuje ako je u vodi sumporna kiselina.
H 2 SO 4 osigurava SO 4 2- ione, a njegovo prisustvo stvara „zajednički iona” učinak, budući da ion prisutan u bakreni sulfat pentahidrat. Otapanje se može izraziti ovako:
CuSO 4 • 5H 2 O (krutine) + voda ⇔ Cu 2+ + SO 4 2+ vode
Stoga, ako je SO 4 2- sumporne kiseline je već prisutan u otopini, ravnoteže pomiče lijevo, što se, prema formiranju krutina i stoga je topljivost smanjuje.
dobivanje
Jedan od načina za dobivanje bakreni sulfat pentahidrat je otapanjem mineralne malahit u vodenoj otopini sumporne kiseline (H 2 SO 4) na temperaturi. Malahit sadrži Cu 2 (OH) 2 CO 3 s drugim nečistoćama, poput željeza.
Su (II) Otopinu nečistog bakar tretirana s vodikovim peroksidom (H 2 O 2), kako bi se osiguralo da je željezo (II) (Fe 2+) nečistoće pretvore se željezo (III), (Fe 3+). Potonji se taloži u obliku željeznog hidroksida (Fe (OH) 3) koristeći natrijev hidroksid (NaOH).
Taloženje znači da se u otopini formiraju čestice netopive krutine koja pada na dno spremnika koji ga sadrži.
Pojava koncentrirane otopine CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: PublicDomainPictures. Izvor: Pixabay.
Dobivena smjesa je filtrirana da se ukloni krutina Fe (OH) 3 i preostala tekućina se pomiješa s etanolom (C 2 H 5 OH), metanolom (CH 3 OH) ili sa sumpornom kiselinom da se istaloži sve Cu 2+ iona kao od CuSO 4 • 5H 2 O.
Kada se dodaje etanol, na primjer, manje je vode na raspolaganju, tako da su ioni Cu 2+ i SO 4 2- u otopini i skloni su vezanju. Djeluje kao dehidrator. Što više etanola dodate, to je čvršći.
Istaložena kruta tvar se može prekristalizirati radi pročišćavanja. Da biste to učinili, otopi se u vodi na temperaturi od 80-90 ° C, a zatim se otopina ohladi na 25-30 ° C. Pentahidratni spoj se taloži i nečistoće ostaju u otopini.
Prijave
Ima širok spektar komercijalne primjene.
U poljoprivredi služi kao pesticid, insekticid, herbicid, fungicid, dodatak germicidu i tlu. U veterinarskoj terapiji koristi se kao anthelmintik, fungicid i sredstvo protiv povraćanja (da izazove povraćanje).
Koristi se kao plavi ili zeleni pigment u bojama i bojama, kao sredstvo za bojenje tkanina i metala. Također kao toner za ispis fotografija i kao reagens za pojačavanje negativa.
Koristi se u rudarskim aktivnostima kao flotacijski reagens za oporavak cinka i olova. Koristi se za proizvodnju drugih bakrenih spojeva, koristi se u štavljenju kože i očuvanju drva.
U hrani za životinje
Ovaj spoj se koristi u prehrani svinja u vrlo malim količinama kao pospješivač rasta, posebno u fazi nakon odvikavanja. Mehanizam pomoću kojeg ovaj učinak još uvijek nije poznat.
Neki istraživači tvrde da smanjuje populaciju patogenih ili štetnih bakterija u crijevima životinja i posljedično pogoduje njihovom rastu.
S CuSO 4 • 5H 2 O, može se potaknuti razvoj odbite prasadi. Autor: MabelAmber. Izvor: Pixabay.
Drugi znanstvenici kažu da poboljšava zdravlje crijeva ovih životinja, ali neka istraživanja pokazuju da intravenska injekcija bakra također poboljšava njihov rast.
Također se koristi za istu svrhu u peradi, a kod nedostataka bakra u preživara.
U sintezi nanočestica
Bakreni sulfat pentahidrat se koristi za dobivanje mješovitih nanočestice bakra i bakrenog (I) oksida (Cu / Cu 2 O).
Nanočestice su izuzetno male strukture koje se mogu vidjeti samo putem elektronskog mikroskopa.
Cu / Cu 2 O prah u obliku nanočestica se koristi katalizator ili ubrzavanje kemijskih reakcija, u poluvodičima i antimikrobne tvari, među ostalim aplikacijama.
U studijama za suzbijanje štetočina
CuSO 4 • 5H 2 O se koristi u pokusima za procjenu njegovu toksičnost prema puževima tih canaliculata vrsta Pomacea.
Riječ je o mekušcima podrijetlom iz tropskih područja Južne Amerike koji nastanjuju razne vrste ekosustava, od močvara i laguna do jezera i rijeka.
Proučavaju se zato što su neki domaći ljudski paraziti poput Schistosoma mansoni (trematoda koja uzrokuje bilharzijsku bolest). Puževi također mogu biti štetni za poljoprivredne kulture u poplavljenim krajevima.
Školjke puževa Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Izvor: Wikimedia Commons.
Jaja koja puževi odlažu na vodenu biljku. Ti puževi su ponekad štetočine koje se mogu suzbiti s CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv, Nacionalni institut za parazitske bolesti / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). Izvor: Wikimedia Commons.
Prema ispitivanjima, vodene otopine pentahidrata bakrenog sulfata izrazito su toksične za ove puževe, pa se ovaj spoj može koristiti za uklanjanje mekušaca s zaraženih područja.
Prema određenim istraživanjima, to je zato što puž nema potrebe za bakrenim ionom, pa bi samo kontakt s tim ionom bio dovoljan da nastupi smrt životinje.
U elektro provodljivim tkaninama
Ovaj spoj korišten je za dobivanje tekstilnih materijala s integriranim senzorima električne energije. Ova vrsta tkanine koristi se u uređajima za pohranu električne energije, tlačnim senzorima, fotodetektorima i zaslonima koji emitiraju svjetlost.
Za dobivanje elektroprovodne tkanine, polusintetičko tkano celulozno vlakno pod nazivom "Lyocell" obloženo je metalnim bakrom. Prevlaka se vrši na neelektrolizan način počevši od otopine CuSO4 • 5H2O i drugih pomoćnih kemijskih spojeva.
Lyocell vlakno. Ova vrsta krpe korištena je u ispitivanjima bakarnih obloga. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Izvor: Wikimedia Commons.
Tkanina dobivena na ovaj način može prenijeti električni signal čak i u uvjetima deformacije ili istezanja uz održavanje visoke vodljivosti.
Učinci na okoliš
Kao što je prethodno objašnjeno, CuSO 4 • 5H 2 O, kad se otopi u vodi, generira bakar (II) ion.
Iako je bakar ključan u niskim koncentracijama za stanične aktivnosti živih organizama, u visokim koncentracijama može biti toksičan i čak prouzrokovati smrt.
Stoga prisutnost navedenog iona u okolišu predstavlja rizik za životinje i biljke. U vodenim ekosustavima može se akumulirati u živim bićima i u prehrambenom lancu, uzrokujući štetu.
CuSO 4 • 5H 2 O, mogu biti štetni za vodenim sustavima. Autor: JamesDeMers. Izvor: Pixabay.
U stvari, u određenim iskustvima ustanovljeno je da kontaminacija vodenih okoliša bakrenim sulfat pentahidratom uzrokuje smanjenje biomase određenih vodenih biljaka.
Što znači da biljke manje rastu u prisutnosti te soli u visokim koncentracijama.
Reference
- Lide, DR (urednik) (2003). CRC Priručnik za kemiju i fiziku. 85 -og CRC Press.
- Kokes, H. i sur. (2014). Otapanje bakra i željeza iz malahitne rude i taloženje bakrenog sulfata pentahidrata kemijskim postupkom. Engineering Science and Technology, međunarodni časopis. 2014; 17 (1): 39-44. Oporavljeno od sciencedirect.com.
- Alves de Azevedo B., JP i Peixoto, MN (2015). Biomasa smanjenje Salvinia molesta izložen bakar sulfat pentahidrat (CuSO 4 5H 2 O). Velečasni ambijent. Voda 2015; 10 (3): 520-529. Oporavilo sa doaj.org.
- Root, W. i sur. (2019). Fleksibilan senzor za naprezanje tekstila na osnovi celulozne tkanine vrste Lyocell. Polimeri 2019, 11, 784. Oporavak od mdpi.com.
- Pitelli, RA i sur. (2008). Akutna toksičnost bakrenog sulfata i vodenog ekstrakta osušenih listova neema na puževe (Pomacea canaliculata). Acta Sci. Biol. Sci. 2008; 30 (2): 179-184. Oporavilo sa doaj.org.
- Badawy, SM i sur. (2015). Sinteza, karakterizacija i katalitička aktivnost nanočestica Cu / Cu2O pripremljenih u vodenom mediju. Bilten kemijskog reakcijskog inženjerstva i katalize. 2015 10 (2): 169-174. Oporavilo sa doaj.org.
- Justel, FJ i dr. (2014). Topljivosti i fizikalna svojstva zasićenih otopina u bakrenom sulfatu + sumporna kiselina + sustav morske vode pri različitim temperaturama. Brazilski časopis za kemijsko inženjerstvo. 2015 32 (3): 629-635. Oporavilo sa doaj.org.
- Park, CS i Kim, BG (2016). In vitro topljivost bakrenog (II) sulfata i dikoper klorida trihidroksida za svinje. Azijski Australi. J. Anim. Znanstveni 2016; 29 (11): 1608-1615. Oporavilo sa doaj.org.
- Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Pentahidrat bakarnog sulfata. Oporavak od pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Wikipedija (2020). Chalcanthite. Oporavilo s en.wikipedia.org.