БАКАРНИ СУЛФАТ (ЦУСО4): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ДОБИЈАЊЕ, УПОТРЕБА - ХЕМИЈА - 2025

Бакар сулфат је неорганско једињење састоји од елемената бакра (Цу), сумпор (С) и кисеоник (О). Његова хемијска формула је ЦуСО ₄ . Бакар је у оксидационом стању +2, сумпор +6, а кисеоник има валенцију -2.

То је бела чврста супстанца која, када је изложена влази у окружењу, постаје њен плави пентахидрат ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О. Бела чврста супстанца се добија загревањем плаве ради уклањања воде.

Анхидрован бакар сулфат (ЦуСО ₄ ) (без воде у његовом кристалном структуром). В. Оелен / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0). Извор: Викимедиа Цоммонс.

Употребљава се као антибактеријско средство вековима за зарастање рана код људи и животиња. Делује и као фунгицид, као адстригентно средство, као антидијарони и за контролу цревних болести код животиња. Такође се користи као против гљивично средство у биљкама.

Међутим, неке од његових употреба су прекинуте јер његов вишак може бити токсичан за људе, животиње и биљке. Распон концентрације у коме се може користити је узак и зависи од врсте.

Користи се као катализатор у хемијским реакцијама и као средство за сушење отапала. Омогућује побољшање отпорности и флексибилности неких полимера.

Превелика количина овог једињења може бити штетна у тлима, јер је отровна за микроорганизме који су корисни за биљке.

Структура

Бакарни сулфат састоји се од јона бакра (Цу ²⁺ ) и сулфатног јона (СО ₄ ^2- ).

Јонска структура бакарног (ИИ) сулфата. Аутор: Марилу Стеа.

Због губитка два електрона, бакарни (ИИ) јон има следећу електронску конформацију:

1с ² 2с ² 2п ⁶ 3с ² 3п ⁶ 3д ⁹

Може се видети да има непотпуну 3Д орбиталу (има 9 електрона уместо 10).

Номенклатура

• Безводни бакар сулфат
• Бакар (ИИ) сулфат
• Цуприц сулфат

Својства

Физичко стање

Бела или зеленкасто-бела чврста супстанца у облику кристала.

Молекуларна тежина

159,61 г / мол

Тачка топљења

На 560 ° Ц се распада.

Густина

3,60 г / цм ³

Растворљивост

22 г / 100 г воде на 25 ° Ц. Нерастворљив у етанолу.

Хемијска својства

Када се подвргне влажност ваздуха испод 30 ° Ц, она постаје пентахидрат једињење ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О.

Њени водени раствори су плави због стварања јона хексаакуокоппер (ИИ) ²⁺ који ствара поменуту обојеност. У овом јону два молекула воде удаљенија су од атома метала у односу на остала четири.

Деформисана структура иона хекаацооппер (ИИ) ²⁺ . Бењах-бмм27 / Публиц домаин. Извор: Викимедиа Цоммонс.

То је због такозваног Јан-Теллер ефекта, који предвиђа да ће се ова врста система искусити дисторзије изазване чињеницом да Цу ²⁺ има електронску структуру која се завршава ин д ⁹ , који је, непотпун орбите (то би била потпуна ако било би д ¹⁰ ).

Амонијака (НХ ₃ ) додаје овим решењима, комплекси се образују у којој НХ ₃ сукцесивно дислоцира молекуле воде. Формирају се на пример од ²⁺ до ²⁺ .

Када се ЦуСО ₄ загрева до распадања, он емитује отровне гасове и претвара се у курични оксид ЦуО.

Прибављање

Безводни бакар сулфат може се добити тоталном дехидрацијом једињења пентахидрата, што се постиже загревањем до момента док молекули воде не испаре.

ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О + топлота → ЦуСО ₄ + 5 Х ₂ О ↑

Пентахидратед једињење је плаво, тако да када се губи вода кристализације је бели анхидровани ЦуСО ₄ добија .

Апликације

Неке се његове употребе преклапају са употребом једињења с пентахидратом. Остале су специфичне за безводну супстанцу.

Као антибактеријско средство

Има потенцијал као антимикробно средство. Употребљава се хиљадама година, укључујући културе у Јужној и Средњој Америци, за спречавање инфекције рана помоћу газе натопљене у раствору овог једињења.

Процењује се да у механизму њиховог антибактеријског деловања јони Цу ²⁺ формирају хелате са ензимима који су кључни за ћелијске функције бактерија, деактивирајући их. Такође индукују стварање хидроксилних радикала ОХ • који оштећују мембране бактерија и њихове ДНК.

ЦуСО ₄ може радити против неких патогених бактерија. Аутор: Герд Алтманн. Извор: Пикабаи.

Недавно је објављено да трагови ЦуСО ₄ могу повећати антимикробно деловање природних производа богатих полифенолима, попут екстракта шипак и инфузије неких врста биљака чаја.

У ветеринарским примјенама

Користи се као антисептик и адстригентно средство за слузницу и лечи коњуктивитис и спољни отитис. Користи се за терапијске или профилактичке купке како би се избегло труљење ногу говеда, оваца и других сисара.

Водени раствори ЦуСО _{4 се} користе за лечење копита говеда. Аутори: Ингрид и Стефан Меличар. Извор: Пикабаи.

Служи као каустично средство за некротичне масе на удовима говеда, чиреве од стоматитиса и зрнатог ткива истих. Користи се као фунгицид у лечењу лишајева и гљивичних болести коже.

Такође се користи и као еметик (средство за изазивање повраћања) код свиња, паса и мачака; као антидијареално адстригентно средство за телад и за контролу цревне монилије код живине и трихомонијазе код пурана.

Као додатак храни за животиње

Бакарни сулфат коришћен је као додатак у врло малим количинама за исхрану говеда, свиња и живине. Користи се за лечење недостатка бакра код преживара. Код свиња и живине користи се као стимуланс раста.

Бакар је идентификован као кључан за биосинтезу хемоглобина сисара, кардиоваскуларну структуру, синтезу коштаног колагена, ензимске системе и репродукцију.

Као што је споменуто у претходном одељку, може се дати и као лек за сузбијање болести. Међутим, ниво додавања и / или лекова треба пажљиво надгледати.

Перад и њихова јаја могу утицати на вишак бакар сулфата у њиховој исхрани. Аутор: Пекелс. Извор: Пикабаи.

Из одређене количине, која зависи од сваке врсте, може доћи до смањења раста, губитка апетита и тежине, оштећења одређених органа и чак смрти животиња.

На пример, код пилића додатак од 0,2% или више смањује њихов унос хране са посљедичним губитком тежине, смањењем производње јаја и дебљине шкољки.

У пољопривредној примени

У системима органске производње није дозвољено користити синтетичке фунгициде, прихватају се само производи на бази бакра и сумпора, попут бакар сулфата.

На пример, одређене гљивице које нападају биљке јабука, попут Вентуриа инаекуалис, убијају се овим једињењем. Сматра се да су иони Цу ²⁺ вероватно способни да уђу у споре гљивица, денатуришу протеине и блокирају различите ензиме.

Бакарни сулфат користи се за борбу против неких гљивица које нападају јабуке. Алгирдас на лт.википедиа / Публиц домаин. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Значај бакра у биљкама

Елемент бакар важан је у физиолошким процесима биљака као што су фотосинтеза, дисање и одбрана од антиоксиданата. И недостатак овог елемента и његов вишак стварају реактивне врсте кисеоника које штетно делују на њихове молекуле и структуре.

Распон концентрација бакра за оптималан раст и развој биљака је врло узак.

Нежељени ефекти на пољопривреду

Када се овај производ претежно користи у пољопривредним активностима, може бити фитотоксичан, проузроковати прерани развој плодова и променити њихову боју.

Уз то, бакар се акумулира у тлу и токсичан је за микроорганизме и земљане глисте. Ово је у сукобу са концептом органске пољопривреде.

Иако се ЦуСО ₄ користи у органској пољопривреди, он може бити штетан за глисте. Аутор: Патрициа Маине Деграве. Извор: Пикабаи.

У катализи хемијских реакција

Анхидровани ЦуСО ₄ служи као катализатор за различите реакције органских карбонил једињења са диола или њихови епоксиди, формирајући Диоксолан или ацетониде. Захваљујући овом једињењу, реакције се могу извести у благим условима.

Пример реакције у којој анхидрованог ЦуСО ₄ делује као катализатор. Аутор: Марилу Стеа.

Такође је објављено да његово каталитичко дејство омогућава дехидратацију секундарних, терцијарних, бензилних и алилних алкохола у одговарајуће олефине. Реакција се изводи врло једноставно.

Чисти алкохол се загрева уз анхидрованог ЦуСО ₄ на температури од 100-160 ° Ц за време 0,5-1,5 часова. Ово резултира дехидрацијом алкохола и олефин се дестилира чистим из реакционе смеше.

Дехидратација алкохола безводним бакарним (ИИ) сулфатом. Аутор: Марилу Стеа.

Као средство за дехидратацију

Ово једињење се користи у хемијским лабораторијама као средство за сушење. Користи се за дехидратацију органских течности као што су растварачи. Упија воду, формирајући пентахидрат једињење ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О.

Када бели безводни ЦуСО ₄ апсорбује воду, претвара се у плаво пентахидратно једињење ЦуСО ₄ .5Х ₂ О. Цристал Титан / ЦЦ БИ-СА (хттпс: //цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0 ). Извор: Викимедиа Цоммонс.

За побољшање полимера

Безводни ЦуСО ₄ кориштен је за побољшање својстава одређених полимера, омогућујући им да се могу рециклирати.

На пример, честице једињења у ацетону су помешани са акрилонитрил-бутадиен каучук у специјалном млину, покушавајући да учини ЦуСО ₄ честице веома мали.

Бакар сулфат побољшава тачке везивања полимера, формирајући мешавину велике чврстоће, тврдоће и изненађујуће флексибилности.

У прекидним терапијским примјенама

У прошлости су раствори бакар-сулфата коришћени за испирање желуца када је неко патио од тровања белим фосфором. Међутим, раствор је брзо мешан да се избегне тровање бакром.

Раствори овог једињења су такође коришћени заједно са другим супстанцама за површинску примену на фосфорним опекотинама коже.

Понекад су послужили у одређеним облицима храњиве анемије код деце и у недостатку бакра код субјеката који примају парентералну исхрану, односно код људи који се не могу хранити уста.

Одређени лосиони за екцем, импетиго и интертриго садрже ЦуСО ₄ . Раствори су коришћени као адстригентно средство за инфекције очију. Понекад су се кристали наносили директно на опекотине или чиреве.

Све ове апликације се више не спроводе због токсичности коју вишак овог једињења може изазвати.

Референце

1. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Бакар сулфат. Опоравак од пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
2. Лиде, ДР (уредник) (2003). ЦРЦ Приручник хемије и физике. 85 ^-ог : ЦРЦ Пресс.
3. Монтаг, Ј. и др. (2006). Студија ин витро о постинфекцијским активностима бакреног хидроксида и бакреног сулфата против конидија Вентуриа инаекуалис. Ј. Агриц. Фоод Цхем., 2006, 54, 893-899. Опоравак са линка.спрингер.цом.
4. Холловаи, АЦ и др. (2011). Појачање антимикробних активности целог и субфракционираног белог чаја додавањем бакар (ИИ) сулфата и витамина Ц против стафилокока ауреуса; механички приступ. БМЦ Допуна Алтерн Мед 11, 115 (2011). Опоравак од бмццомплементмедтхерапиес.биомедцентрал.цом.
5. Санз, А. и др. (2018). Механизам уношења бакра транспортера ЦОПТ високог афинитета Арабидопсис тхалиана. Протоплазма 256, 161-170 (2019). Опоравак са линка.спрингер.цом.
6. Гримингер, П. (1977). Утицај бакарног сулфата на производњу јаја и дебљину љуске. Поултри Сциенце 56: 359-351, 1977. Преузето са ацадем.оуп.цом.
7. Ханзлик, РП и Леинветтер, М. (1978). Реакције епоксида и карбонилних једињења катализираних безводним бакарним сулфатом. Ј. Орг. Цхем., Вол.43, бр.3, 1978. Обновљено од пубс.ацс.орг.
8. Оконкво, АЦ и др. (1979). Захтеви бакра за бебе свиње Фед пречишћене прехране. Часопис за исхрану, свезак 109, бр. 6, јун 1979, стр. 939-948. Опоравак од ацадем.оуп.цом.
9. Хоффман, РВ ет ал. (1979). Безводни бакарни (ИИ) сулфат: ефикасан катализатор за дехидратацију алкохола у течним фазама. Ј. Орг. Цхем., 1980, 45, 917-919. Опоравак од пубс.ацс.орг.
10. Схао, Ц. и др. (2018). Побољшана затезна чврстоћа акрилонитрил-бутадиен гуме / безводни композити бакар сулфата припремљени координационим унакрсним повезивањем. Полим. Бик. 76, 1435-1452 (2019). Опоравак са линка.спрингер.цом.
11. Беттс, ЈВ ет ал. (2018). Нови антибактеријски лекови: Алтернатива традиционалним антибиотицима. Бакар. Напредак у микробиолошкој физиологији. Опоравак од сциенцедирецт.цом
12. Цоттон, Ф. Алберт и Вилкинсон, Геоффреи. (1980). Напредна неорганска хемија. Четврто издање. Јохн Вилеи & Сонс.
13. Гоогле веб локације. Направите безводни бакарни сулфат. У парадокс куцној хемији. Опоравак са ситес.гоогле.цом.