- Szerkezet
- Elnevezéstan
- Tulajdonságok
- Fizikai állapot
- Molekuláris tömeg
- Olvadáspont
- Sűrűség
- Oldhatóság
- Kémiai tulajdonságok
- beszerzése
- Alkalmazások
- Állati takarmányban
- A nanorészecskék szintézisében
- Kártevőirtó vizsgálatokban
- Elektromosan vezető anyagban
- Környezeti hatások
- Irodalom
A réz-szulfát-pentahidrát egy olyan szervetlen vegyület, amely a réz (Cu), kén (S), az oxigén (O) és víz (H 2 O). Réz (II) (Cu 2+) és szulfát (SO 4 2-) ionokat tartalmaz. Kémiai képlete CuSO 4 • 5H 2 O.
A természetben az ásványi kalcantitot vagy kalcantitot alkotja, más néven chalclase vagy calclasse. Ez egy kék kristályos szilárd anyag.
Réz-szulfát-pentahidrát kristálya CuSO 4 • 5H 2 O. Szerző: Überraschungsbilder. Forrás: Wikimedia Commons.
Egyes állatok, például kérődzők, sertések és baromfi táplálékkiegészítőként használják. A mezőgazdaságban peszticidként szolgál. A bányászati tevékenységek során lehetővé teszi más fémek visszanyerését.
Kék árnyalatának köszönhetően szövetek és fémek színezésére használják. A fémréznek a cellulózrostokra történő felvitelére használták, hogy villamosan vezető szöveteket kapjanak. Réz nanorészecskéinek és oxidjainak előállítására is felhasználják, különféle alkalmazásokkal.
Magas koncentrációban mérgező lehet az állat- és növényvilágra, ezért használják a károsítók (állatok vagy növények) kiküszöbölésére a vízi környezetből, például a lagúnákból és a természetes tavakból.
Szerkezet
Ezt a vegyületet a réz elem képezi oxidációs állapotában +2 és a szulfát-anionból. Az utóbbi kénatomja +6 vegyértékű, négy oxigénatommal körülvett valencia +6, mindegyik vegyértékük -2. Ilyen módon a szulfát-ionnak két negatív töltése van.
Szerkezete 5 vízmolekulával is rendelkezik. A következő ábrán láthatja, hogy az egyes atomok hogyan vannak elrendezve a kristályban.
A CuSO 4 • 5H 2 O szerkezete. Szerző: Füstláb. Forrás: Wikimedia Commons.
A Cu 2+ (narancssárga gömbök) egyidejűleg koordinálódnak 4 H 2 O molekulával (oxigén = piros; hidrogén = fehér) és 2 oxigénatommal, SO 4 2- (kén = sárga). Az ábrán az egyik H 2 O molekulák van a látszólagos szabadságot, hanem része a kristályos szerkezet.
Elnevezéstan
Chalcantite ásvány CuSO 4 • 5H 2 O. Szerző: Archaeodontosaurus. Forrás: Wikimedia Commons.
- Réz-szulfát-pentahidrát
- A réz (II) elegendő a pentahidráthoz
- Bluejack
- Kék kő (angol kék kőből)
- Kalkanit, kalcantit, kalkáz vagy kalcláz
Tulajdonságok
Fizikai állapot
Kék, kristályos szilárd anyag.
Molekuláris tömeg
249,686 g / mol
Olvadáspont
110 ºC-os hőmérsékleten bomlik.
Sűrűség
2286 g / cm 3
Oldhatóság
Vízben oldódik: 22,0 g / 100 g víz 25 ° C-on. Oldható metanolban (CH 3 OH). Etanolban kis mértékben oldódik (CH 3 CH 2 OH).
Kémiai tulajdonságok
Ez a vegyület, amikor vízzel érintkezik, feloldódik, és a Cu 2+ és SO 4 2- ionokat képezi. Oldékonysága vízben jelentősen csökken, ha kénsav van jelen a vízben.
H 2 SO 4 biztosít SO 4 2- ionok és jelenléte generálja a „közös ion” hatása, mivel ez az ion van jelen réz-szulfát-pentahidrát. Az oldódás így fejezhető ki:
CuSO 4 • 5H 2 O (szilárd) + víz ⇔ Cu 2+ + SO 4 2 + + víz
Ezért, ha a SO 4 2- kénsav már jelen van oldatban, az egyensúlyi balra tolódik, vagyis keletkezése irányába a szilárd, és így az oldhatóság csökken.
beszerzése
Az egyik módja, hogy megkapjuk a réz-szulfát-pentahidrátot, feloldásával az ásványi malachit vizes kénsav-oldatot (H 2 SO 4) szabályozott hőmérsékleten. A malachit Cu 2 (OH) 2 CO 3 -ot tartalmaz más szennyeződésekkel, például vasal.
A tiszta réz (II) oldatot hidrogén-peroxiddal (H 2 O 2) kezelik, hogy a vas (II) (Fe 2+) szennyeződések vas (III) képletűvé (Fe 3+) váljanak. Ez utóbbi vas-hidroxid (Fe (OH) 3) formájában kicsapódik nátrium-hidroxid (NaOH) alkalmazásával.
A kicsapódás azt jelenti, hogy az oldatban oldhatatlan szilárd részecskék képződnek, amely az azt tartalmazó tartály aljára esik.
A CuSO 4 • 5H 2 O koncentrált oldatának megjelenése. Szerző: PublicDomainPictures. Forrás: Pixabay.
A kapott elegyet szűrjük a szilárd Fe (OH) 3 eltávolításához, és a maradék folyadékot etanollal (C 2 H 5 OH), metanollal (CH 3 OH) vagy kénsavval kezeljük, hogy az összes Cu 2+ ion kicsapódjon. CuSO 4 • 5H 2 O.
Ha például etanolt adunk hozzá, kevesebb víz áll rendelkezésre, így a Cu 2+ és SO 4 2- ionok oldatban vannak, és hajlamosak egymáshoz kötni. Dehidrátorként működik. Minél több etanolt ad hozzá, annál szilárdabb képződik.
A kicsapódott szilárd anyagot átkristályosíthatjuk tisztítás céljából. Ehhez feloldjuk vízben 80-90 ° C hőmérsékleten, majd az oldatot 25-30 ° C-ra hűtjük. A pentahidrátvegyület újra kicsapódik, és a szennyeződések oldatban maradnak.
Alkalmazások
Széles körű kereskedelmi alkalmazásokat kínál.
A mezőgazdaságban peszticid, rovarirtó, herbicid, fungicid, germicid és talaj-adalékanyagként szolgál. Állatgyógyászati terápiában antihelmintikumként, gombaölő szerként és hányásgátlóként (hányást okoz) alkalmazzák.
Kék vagy zöld pigmentekként használják színezékekben és színezékekben, lágyítószerként a szövetek és fémek színezésére. Szintén fotónyomtató tonerként és reagensként a negatívok fokozására.
A bányászati tevékenységekben flotációs reagensként használják a cink és az ólom kinyerésére. Más rézvegyületek előállítására használják, a bőr cserzéséhez és a fa megőrzéséhez használják.
Állati takarmányban
Ezt a vegyületet nagyon kis mennyiségben használják a sertések táplálékában növekedésfokozóként, különösen az elválasztás utáni szakaszban. Ennek a hatásnak a mechanizmusa még nem ismert.
Egyes kutatók azt állítják, hogy ez csökkenti a kórokozó vagy káros baktériumok populációját az állatok belekében, és következésképpen elősegíti azok növekedését.
A CuSO 4 • 5H 2 O-val elősegítheti az elválasztott malacok fejlődését. Szerző: MabelAmber. Forrás: Pixabay.
Más tudósok szerint ez javítja ezen állatok belekének egészségét, ám néhány kutatás azt mutatja, hogy a réz intravénás injektálása javítja azok növekedését.
Ugyanezt a célt szolgálták a baromfikban is, és a kérődzők rézhiányához használták.
A nanorészecskék szintézisében
Réz-szulfát-pentahidrát már előállításához használt kevert nanorészecskék réz és réz (I) -oxid (Cu / Cu 2 O).
A nanorészecskék rendkívül kicsi szerkezetek, amelyek csak elektronmikroszkóppal láthatók.
Cu / Cu 2 O por nanorészecske formában használják katalízissel vagy gyorsulás kémiai reakciók, a félvezetők és antimikrobiális anyagok, többek között más alkalmazások.
Kártevőirtó vizsgálatokban
A CuSO 4 • 5H 2 O-t használták a kísérletekben annak Pomacea canaliculata fajok csigákra gyakorolt toxicitásának értékelésére.
Ezek a dél-amerikai trópusi régiókban őshonos kagylók, amelyek különféle típusú ökoszisztémákban élnek, a mocsaraktól és a lagúnáktól a tavakig és folyókig.
Azért vizsgálták őket, mert néhány gazdaszervezetben élő parazita, például a Schistosoma mansoni (bilharzia-betegséget okozó trematoda). A csiga ártalmas lehet az elárasztott régiók mezőgazdasági növényei számára is.
A csiga héja a Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Forrás: Wikimedia Commons.
A csigák által a vízinövényen letétbe helyezett tojások. Ezek a csigák néha olyan kártevők, amelyeket a CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv, a Parazita Betegségek Országos Intézete / CC BY segítségével lehet megvédeni. (Https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). Forrás: Wikimedia Commons.
Az áttekintett tanulmányok szerint a réz-szulfát-pentahidrát vizes oldatai rendkívül mérgezőek ezekre a csigákra, így ez a vegyület felhasználható a puhatestű eltávolítására a fertőzött területektől.
Bizonyos kutatások szerint ez azért van, mert a csiganak nincs szüksége rézionra, tehát csupán az ionnal való érintkezés elegendő az állat halálához.
Elektromosan vezető anyagban
Ezt a vegyületet textil alapanyagok előállítására használják beépített elektromos érzékelőkkel. Az ilyen típusú szövetet használják villamosenergia-tároló eszközökben, nyomásérzékelőkben, fotodetektorokban és fénykibocsátó képernyőkben.
Elektromosan vezetőképes szövetek előállításához a "Lyocell" nevű félszintetikus szövött cellulózszálat fémrézvel vonják be. A bevonást nem elektrolitikus módon végezzük, CuSO4 • 5H2O és más segédanyagok oldatából kiindulva.
Lyocell rost. Az ilyen típusú ruhát rézbevonási vizsgálatokhoz használták. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Forrás: Wikimedia Commons.
Az ily módon előállított szövet még deformációs vagy nyújtási körülmények között is továbbíthat egy elektromos jelet, miközben fenntartja a magas vezetőképességet.
Környezeti hatások
Mint korábban kifejtettük, a CuSO 4 • 5H 2 O vízben feloldva réz (II) -ionot hoz létre.
Noha a réz alacsony koncentrációban nélkülözhetetlen az élő szervezetek sejttevékenységéhez, magas koncentrációban mérgező lehet és halált is okozhat.
Ezért az említett ion jelenléte a környezetben kockázatot jelent az állatokra és a növényekre. A vízi ökoszisztémákban biológiailag felhalmozódhat az élőlényekben és az élelmiszerláncban, kárt okozva.
CuSO 4 • 5H 2 O káros lehet a vízi környezetre. Szerző: JamesDeMers. Forrás: Pixabay.
Valójában bizonyos tapasztalatok szerint a vízi környezet szennyeződése réz-szulfát-pentahidráttal bizonyos vízi növények biomassza csökkenését okozza.
Ami azt jelenti, hogy a növények kevésbé nőnek ennek a sónak a jelenlétében magas koncentrációban.
Irodalom
- Lide, DR (szerkesztő) (2003). CRC kémia és fizika kézikönyve. 85 -én CRC Press.
- Kokes, H. és mtsai. (2014). Réz és vas oldódása a malachitércből és a réz-szulfát-pentahidrát kicsapása kémiai úton. Engineering Science and Technology, egy nemzetközi folyóirat. 2014 17 (1): 39-44. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Alves de Azevedo B., JP és Peixoto, MN (2015). Biomassza csökkentése Salvinia molesta kitett réz-szulfát-pentahidrát (CuSO 4 5H 2 O). Ambient tiszteletes. Víz 2015; 10 (3): 520-529. Helyreállítva a doaj.org webhelyről.
- Root, W. et al. (2019). Rugalmas textil törzsérzékelő rézbevonatú Lyocell típusú cellulózszövet alapján. Polimerek 2019, 11, 784. Helyreállítva: mdpi.com.
- Pitelli, RA et al. (2008). A réz-szulfát és a szárított neemlevelek vizes kivonata akut toxicitása a csigákon (Pomacea canaliculata). Acta Sci. Biol. Sci. 2008; 30 (2): 179-184. Helyreállítva a doaj.org webhelyről.
- Badawy, SM et al. (2015). Vizes közegben előállított Cu / Cu2O nanorészecskék szintézise, jellemzése és katalitikus aktivitása. Kémiai Reakciómérnöki és Katalizáló Közlöny. 2015-ig; 10 (2): 169-174. Helyreállítva a doaj.org webhelyről.
- Justel, FJ és társai (2014). A telített oldatok oldhatósága és fizikai tulajdonságai a réz-szulfát + kénsav + tengervíz rendszerben különböző hőmérsékleteken. Brazil Vegyianyag-folyóirat. 2015-ig; 32 (3): 629-635. Helyreállítva a doaj.org webhelyről.
- Park, CS és Kim, BG (2016). A réz (II) -szulfát és a dikopper-klorid-trihidroxid in vitro oldhatósága sertéseknél. Ázsiai ausztrál. J. Anim. Sci., 2016; 29 (11): 1608-1615. Helyreállítva a doaj.org webhelyről.
- Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Réz-szulfát-pentahidrát. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
- Wikipedia (2020). Kalkantit. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.