БАКАР СУЛФАТ ПЕНТАХИДРАТ: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Бакар сулфат пентахидрат је неорганско једињење састоји од елемената бакра (Цу), сумпор (С), кисеоник (О) и водом (Х ₂ О). Садржи јоне бакра (ИИ) (Цу ²⁺ ) и сулфата (СО ₄ ^2- ). Његова хемијска формула је ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О.

У природи га налазимо формирајући минерал халкантид или калцантит, који се још назива и хаклаза или калклаза. То је плава кристална чврста супстанца.

Кристал бакар сулфат пентахидрата ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О. Аутор: Уберрасцхунгсбилдер. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Користи се као додатак храни за неке животиње, попут преживара, свиња и живине. У пољопривреди служи као пестицид. У рударским активностима омогућава обнављање других метала.

Због плавог нијанси користи се за бојање тканина и метала. Коришћен је за таложење металног бакра на целулозна влакна за добијање електропроводних тканина. Такође се користи за припрему наночестица бакра и његових оксида, са различитим применама.

У високим концентрацијама може бити токсичан за фауну и флору, због чега се понекад користи за уклањање штеточина (животиња или биљака) из водених окружења као што су лагуне и природни рибњаци.

Структура

Ово једињење формира елемент бакар у оксидационом стању +2 и сулфат анион. Последњи има атом сумпора са валентношћу +6 окружен са четири атома кисеоника, сваки са валентношћу -2. На овај начин, сулфатни јон има два негативна набоја.

Такође има 5 молекула воде у својој структури. На следећој слици можете видети како су различити атоми распоређени у кристалу.

Структура ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О. Аутор: Смокефоот. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Цу ²⁺ (оранге сфере) је истовремено коришћене са 4 молекулима Х ₂ О (кисеоник = ред; водоникових = бело) и са 2 атома кисеоника СО ₄ ^2- (сумпор = жуто). У слици једној од Х ₂ О молекула у очигледној слободи већ је део кристалне структуре.

Номенклатура

Халкантитни минерал ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О. Аутор: Арцхаеодонтосаурус. Извор: Викимедиа Цоммонс.

• Бакар сулфат пентахидрат
• Бакар (ИИ) супута пентахидрат
• Блуејацк
• Плави камен (од енглеског плави камен)
• Халкантит, калцантит, халклаза или калклаза

Својства

Физичко стање

Плава кристална чврста супстанца.

Молекуларна тежина

249.686 г / мол

Тачка топљења

Када достигне 110 ºЦ, распада се.

Густина

2,286 г / цм ³

Растворљивост

Растворљиво у води: 22,0 г / 100 г воде при 25 ° Ц. Растворљив у метанол (ЦХ ₃ ОХ). Слигхтли растворљив у етанолу (ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОХ).

Хемијска својства

Када ово једињење дође у контакт са водом, раствара се формирајући јоне Цу ²⁺ и СО ₄ ^2- . Растворљивост у води значајно се смањује ако је у води сумпорна киселина.

Х ₂ СО ₄ обезбеђује СО ₄ ^2- јоне и његово присуство генерише "цоммон јона" ефекат, јер јон је присутан у бакар сулфат пентахидрата. Растварање се може изразити овако:

ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О (добар) + вода ⇔ Цу ²⁺ + СО ₄ ²⁺ ватер

Стога, ако СО ₄ ^2- сумпорне киселине је већ присутна у раствору , равнотежа се помера улево, односно, ка формирању чврсте супстанце и тиме растворљивости опада.

Прибављање

Један од начина за добијање бакар сулфат пентахидрат је растварањем минералног МАЛАЦХИТЕ у воденом раствору сумпорне киселине (Х ₂ СО ₄ ) на контролисаној температури. Малахит садржи Цу ₂ (ОХ) ₂ ЦО ₃ са другим нечистоћама, као што је гвожђе.

Нечисти бакар (ИИ) раствор је третирана хидроген пероксидом (Х ₂ О ₂ ) да обезбеди да гвожђе (ИИ) (Фе ²⁺ ) нечистоће се конвертују у гвожђе (ИИИ) (Фе ³⁺ ). Последњи талог је исталожен у облику жељезног хидроксида (Фе (ОХ) ₃ ) коришћењем натријум хидроксида (НаОХ).

Таложење значи да се у раствору формирају честице нерастворне чврсте супстанце која пада на дно посуде која га садржи.

Појава концентрованог раствора ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О. Аутор: ПублицДомаинПицтурес. Извор: Пикабаи.

Добијена смеша се филтрира да би се уклонио чврсти Фе (ОХ) ₃ а преостала течност је третирана са етанолом (Ц ₂ Х ₅ ОХ), метанол (ЦХ ₃ ОХ) или сумпорне киселине да се таложи алл тхе Цу ²⁺ јоне ас оф ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О.

Када се додаје етанол, на пример, има мање воде на располагању, тако да су јони Цу ²⁺ и СО ₄ ^2- у раствору и имају тенденцију да се вежу заједно. Делује као дехидратор. Што више етанола додате, он је чвршћи.

Исталожена чврста супстанца може се рекристализовати ради пречишћавања. Да бисте то учинили, раствори се у води на температури од 80-90 ° Ц, а затим се раствор охлади на 25-30 ° Ц. Једињење пентахидрата се таложи и нечистоће остају у раствору.

Апликације

Има широк спектар комерцијалних примена.

У пољопривреди служи као пестицид, инсектицид, хербицид, фунгицид, додатке гермицидима и земљишту. У ветеринарским терапијама користи се као антхелминтик, фунгицид и средство против повраћања (да изазове повраћање).

Користи се као плави или зелени пигмент у бојама и бојама, као средство за бојење тканина и метала. Такође као тонер за штампање фотографија и као реагенс за појачавање негатива.

Користи се у рударским активностима као флотацијски реагенс за опоравак цинка и олова. Користи се за производњу других једињења бакра, користи се у штављењу коже и очувању дрвета.

У сточној храни

Ово једињење се користи у исхрани свиња у веома малим количинама као поспешивач раста, посебно у фази одлагања. Механизам помоћу којег то делује још увек није познат.

Неки истраживачи тврде да смањује популацију патогених или штетних бактерија у цревима животиња и последично погодује њиховом расту.

Са ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О, развој одбијене прасади може промовисати. Аутор: МабелАмбер. Извор: Пикабаи.

Други научници кажу да побољшава здравље црева ових животиња, али нека истраживања показују да интравенска ињекција бакра такође побољшава њихов раст.

Такође се користи у исте сврхе код перади, а користи се и код недостатка бакра код преживара.

У синтези наночестица

Бакар сулфат пентахидрат је коришћен за добијање помешане наночестице бакра и бакар (И) оксид (Цу / Цу ₂ О).

Наночестице су изузетно мале структуре које се могу видети само помоћу електронског микроскопа.

Цу / Цу ₂ О прах ин наночестицама облику користи у катализом или убрзавање хемијских реакција у полупроводника и антимикробним материјала, између осталих апликација.

У студијама за контролу штеточина

ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О је коришћен у експериментима за процену његову токсичност према пужева на Помацеа цаналицулата врсте.

То су мекушци рођени у тропским регионима Јужне Америке који насељавају различите врсте екосистема, од мочвара и лагуна до језера и река.

Проучавају се зато што су неки паразити домаћини, као што су Сцхистосома мансони (трематода која изазива билхарзију). Пужеви такође могу бити штетни за пољопривредне културе у поплављеним регионима.

Шкољке пужева Помацеа цаналицулата. Х. Зелл / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0). Извор: Викимедиа Цоммонс.

Јаја која пужеви одлажу на водену биљку. Ови пужеви су понекад штеточине које се могу сузбити с ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О. Схан Лв, Национални институт за паразитске болести / ЦЦ БИ (хттпс: //цреативецоммонс.орг/лиценсес/би/2.5 ). Извор: Викимедиа Цоммонс.

Према испитивањима, водени раствори бакар-сулфат-пентахидрата су изузетно токсични за ове пужеве, тако да се ово једињење може користити за уклањање мекушаца са заражених подручја.

Према неким истраживањима, то је зато што пуж нема потребе за јоном бакра, па би само контакт са овим јоном био довољан да наступи смрт животиње.

У електро проводљивим тканинама

Ово једињење је коришћено за добијање текстилних материјала са интегрисаним сензорима електричне енергије. Ова врста тканине користи се у уређајима за складиштење електричне енергије, сензорима притиска, фотодетекторима и екранима који емитују светлост.

Да би се добиле електропроводне тканине, полусинтетичко ткано целулозно влакно под називом „Лиоцелл“ обложено је металним бакром. Превлачење се врши на неелектролизан начин почевши од раствора ЦуСО4 • 5Х2О и других помоћних хемијских једињења.

Лиоцелл фибер. Ова врста крпе коришћена је у тестовима пресвлачења бакром. Доброзхинетски / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0). Извор: Викимедиа Цоммонс.

Тканина добијена на овај начин може преносити електрични сигнал чак и у условима деформације или истезања уз одржавање високе проводљивости.

Утицај на животну средину

Као што је раније објашњено, ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О, када се раствори у води, генерише бакар (ИИ) јона.

Иако је бакар кључан у ниским концентрацијама за ћелијске активности живих организама, у високим концентрацијама може бити токсичан и чак проузроковати смрт.

Због тога, присуство поменутог јона у околини представља ризик за животиње и биљке. У воденим екосуставима може се биоакумулирати у живим бићима и у ланцу хране, узрокујући штету.

ЦуСО _{4 •} 5Х ₂ О може бити штетан за водене средине. Аутор: ЈамесДеМерс. Извор: Пикабаи.

У ствари, у одређеним искуствима откривено је да контаминација водених окружења бакар сулфат пентахидратом узрокује смањење биомасе одређених водених биљака.

Што значи да биљке мање расту у присуству ове соли у високим концентрацијама.

Референце

1. Лиде, ДР (уредник) (2003). ЦРЦ Приручник хемије и физике. 85 ^-ог : ЦРЦ Пресс.
2. Кокес, Х. ет ал. (2014). Растрањевање бакра и гвожђа из руде малахита и таложење бакар сулфат пентахидрата хемијским поступком. Енгинееринг Сциенце анд Тецхнологи, Међународни часопис. 2014; 17 (1): 39-44. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
3. Алвес де Азеведо Б., ЈП и Пеикото, МН (2015). Смањење Салвиниа биомасе Молеста изложени бакар сулфат пентахидрат ( ЦуСО ₄ .5Х ₂ О). Велечасни амбијент. Вода 2015; 10 (3): 520-529. Опоравак са доај.орг.
4. Роот, В. ет ал. (2019). Флексибилан сензор за напрезање текстила на основу бакарно прекривене целулозне тканине Лиоцелл. Полимери 2019, 11, 784. Опоравак од мдпи.цом.
5. Пителли, РА и др. (2008). Акутна токсичност бакар-сулфата и водени екстракт осушених листова неема на пужеве (Помацеа цаналицулата). Ацта Сци. Биол. Сци. 2008; 30 (2): 179-184. Опоравак са доај.орг.
6. Бадави, СМ и др. (2015). Синтеза, карактеризација и каталитичка активност наночестица Цу / Цу2О припремљених у воденом медијуму. Билтен хемијског реакцијског инжењеринга и катализе. 2015; 10 (2): 169-174. Опоравак са доај.орг.
7. Јустел, ФЈ и др. (2014). Растворљивости и физикална својства засићених раствора у бакреном сулфату + сумпорна киселина + систем морске воде на различитим температурама. Бразилски часопис за хемијско инжењерство. 2015; 32 (3): 629-635. Опоравак са доај.орг.
8. Парк, ЦС и Ким, БГ (2016). Ин витро растворљивост бакарног (ИИ) сулфата и дикопер клорида трихидроксида за свиње. Асиан Аустралас. Ј. Аним. Сци. 2016; 29 (11): 1608-1615. Опоравак са доај.орг.
9. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Бакар сулфат пентахидрат. Опоравак од пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
10. Википедиа (2020). Халкантит. Опоравак са ен.википедиа.орг.