Українська
English
Русский
Пропозиції імпорту
Сульфат міді(II) (мідь (II) сірчанокисла, традиційна назва кристалогідрату – мідний купорос) – неорганічна сполука, мідна сіль сірчаної кислоти з формулою CuSO4.
Нелетуча речовина не має запаху. У безводному вигляді – білий порошок, дуже гігроскопічний. У вигляді кристалогідратів – прозорі негігроскопічні кристали різних відтінків синього. На повітрі поступово вивітрюються (втрачають кристалізаційну воду). Має гіркувато-металевий в’яжучий смак.
Сульфат міді(II) добре розчинний у воді. З водних розчинів кристалізується у вигляді блакитного пентагідрату CuSO4•5H2O (мідний купорос). Токсичність мідного купоросу для теплокровних тварин щодо невисока, водночас він високотоксичний риб.
Має дезінфікуючі, антисептичні, в’яжучі властивості. Застосовується в медицині, в рослинництві як антисептик, фунгіцид чи мідно-сірчане добриво.
У природі зустрічається у вигляді мінералів халькантиту (CuSO4•5H2O), халькокіаніту (CuSO4), бонаттиту (CuSO4•3H2O), бутиту (CuSO4•7H2O) та у складі деяких інших мінералів.
У промисловості забруднений сульфат міді(II) одержують розчиненням міді та мідних відходів у розведеній сірчаній кислоті H2SO4 при продуванні розчину повітрям, розчиненням оксиду міді(II) CuO у H2SO4, сульфатизуючим випалом сульфідів міді та як побічний продукт електролітичного рафінування міді.
У лабораторії CuSO4 можна отримати дією концентрованої сірчаної кислоти на мідь під час нагрівання, температура не повинна перевищувати 60 °С, при більшій температурі у значних кількостях утворюється побічний продукт — сульфід міді(I). Також у лабораторних умовах сульфат міді (II) може бути отриманий реакцією нейтралізації гідроксиду міді(II) сірчаною кислотою, для отримання сульфату міді високої чистоти використовують відповідно чисті реактиви.
Чистий сульфат міді може бути отриманий в такий спосіб. У фарфорову чашку наливають 120 мл дистильованої води, додають 46 мл хімічно чистої сірчаної кислоти щільністю 1,8 г/см3 і поміщають суміш 40 г чистої міді (наприклад, електролітичної). Потім нагрівають до 70-80 ° С і при цій температурі протягом години поступово порціями по 1 мл, додають 11 мл концентрованої азотної кислоти. Якщо мідь вкриється кристалами, додати 10-20 мл води. Коли реакція закінчиться (припиниться виділення бульбашок газу), залишки міді виймають, а розчин упарюють до появи поверхні плівки кристалів і дають охолонути. Кристали, що випали, слід 2-3 рази перекристалізувати з дистильованої води і висушити.
Очистити забруднений або технічний сульфат міді можна перекристалізацією – речовина розчиняється в киплячій дистильованій воді до насичення розчину, після чого охолоджується приблизно до +5 °С. Отриманий осад кристалів фільтрується. Однак навіть багаторазова перекристалізація не дозволяє позбутися домішки сполук заліза, які є найбільш поширеною домішкою в сульфаті міді.
Для повного очищення мідний купорос кип’ятять із діоксидом свинцю PbO2 або пероксидом барію BaO2, поки відфільтрована проба розчину не покаже відсутності заліза. Потім розчин фільтрують і упарюють до появи поверхні плівки кристалів, після чого охолоджують для кристалізації.
По Н. Шоорлю очистити сульфат міді можна так: до гарячого розчину CuSO4 додати невеликі кількості пероксиду водню H2O2 та гідроксиду натрію NaOH, прокип’ятити та відфільтрувати осад. Кристали, що випали з фільтрату, двічі піддаються перекристалізації. Отримана речовина має чистоту не нижче за кваліфікацію «ХЧ».
Існує складніший спосіб очищення, що дозволяє отримати сульфат міді особливої чистоти, з вмістом домішок близько 2 • 10-4%.
Для цього готується водний насичений при 20°С розчин сульфату міді (вода використовуються тільки бидистильована). У нього додають перекис водню в кількості 2-3 мл 30% розчину на 1 літр, перемішують, вносять основний основний карбонат міді в кількості 3-5 грамів, нагрівають і кип’ятять 10 хвилин для розкладання H2O2.
Потім розчин охолоджують до 30-35 ° С, фільтрують і доливають 15 мл 3-х процентного розчину діетилдітіокарбамату натрію і витримують у мішалці три-чотири години не знижуючи температури. Далі розчин швидко проціджують від великих пластівців комплексів та вносять активоване вугілля БАУ-А на півгодини при перемішуванні. Потім розчин слід фільтрувати вакуумним методом.
Далі розчин CuSO4 доливають на 1 л близько 200 мл насиченого розчину NaCl кваліфікації «Ч» і вносять чистий алюміній у дроті або обрізках до повного проходження реакції, виділення міді і просвітлення розчину (при цьому виділяється водень). Виділену мідь відокремлюють від алюмінію збовтуванням, осад промивають декантацією спочатку водою потім заливають гарячим 5-10% розчином соляної кислоти ХЧ при збовтуванні протягом години і постійним підігрівом до 70-80 ° С, потім промивають водою і заливають 10-1 кислотою (ОСЧ 20-4) на годину з підігрівом при тому самому інтервалі температур. Від ступеня та ретельності промивання кислотами, а також кваліфікації застосовуваних далі реактивів залежить чистота подальших продуктів.
Після промивання кислотами мідь знову миють водою і розчиняють у 15-20%-ній сірчаній кислоті (ОСЧ 20-4) без її великого надлишку з додаванням перекису водню (ОСЧ 15-3). Після проходження реакції отриманий кислий розчин сульфату міді кип’ятять для розкладання надлишку перекису і нейтралізують до повного розчинення осаду, що спочатку випав перегнаним 25%-ним розчином аміаку (ОСЧ 25-5) або доливають розчин карбонату амонію, очищеного комплексно-адсорбційним.
Після вистоювання протягом доби розчин повільно відфільтровують. У фільтрат додають сірчану кислоту (ОСЧ) до повного випадання блакитно-зеленого осаду і витримують до укрупнення та переходу в основний зелений сульфат міді. Зелений осад вистоюють до компактності і ретельно промивають водою до видалення розчинних домішок. Потім осад розчиняють у сірчаній кислоті, фільтрують, встановлюють рН=2,5-3,0 і перекристалізовують двічі при швидкому охолодженні, причому при охолодженні розчин щоразу перемішують для отримання дрібніших кристалів сульфату міді. Кристали, що випали переносять на вирву Бюхнера і видаляють залишки маткового розчину за допомогою водоструминного насоса. Третя кристалізація проводиться без підкислення розчину з отриманням трохи більших та оформлених кристалів.
Пентагідрат сульфату міді(II) (мідний купорос) – сині прозорі кристали триклінної сингонії. Щільність 2284 г/см3. При температурі 110 °С відщеплюється 4 молекули води, при 150 °З відбувається повне зневоднення.
Розчинність сульфату міді(II) у воді за різних температур наведена в таблиці.
Структура мідного купоросу наведено малюнку. Як видно, навколо іону міді координовано два аніони SO42- по осях і чотири молекули води (у площині), а п’ята молекула води грає роль містків, які за допомогою водневих зв’язків поєднують молекули води з площини та сульфатну групу.
При нагріванні пентагідрат послідовно відщеплює дві молекули води, переходячи в тригідрат CuSO4•3H2O (цей процес, вивітрювання, повільно йде і за більш низьких температур [у тому числі при 20-25 ° С]), потім в моногідрат (при 110 ° С) CuSO4•H2O і вище 258 °C утворюється безводна сіль.
Реакція гідратації безводного сульфату міді(II) екзотермічна і проходить із значним виділенням тепла (79 кДж/моль).
Як і всі солі, утворені іонами слабкої основи та сильної кислоти, сульфат міді(II) гідролізується (ступінь гідролізу в 0,01 М розчині при 15 °C становить 0,05 %) і дає кисле середовище (pH зазначеного розчину 4,2) . Константа дисоціації становить 5⋅10−3.
CuSO4 – добре розчинна у воді сіль та сильний електроліт.
Реакція заміщення можлива у водних розчинах сульфату міді з використанням металів активніше міді, що стоять ліворуч від міді в електрохімічному ряду напруги металів.
Сульфат міді(II) реагує з лугами з утворенням осаду гідроксиду міді(II) блакитного кольору.
Сульфат міді вступає також в обмінні реакції по іонах Cu2+ та SO42-.
З сульфатами лужних металів та амонію утворює комплексні солі, наприклад: Na2[Cu(SO4)2]•6H2O.
Іон Cu2+ забарвлює полум’я у зелений колір.
Кристали пентагідрату сульфату міді(II) CuSO4 • 5H2O, вирощені в домашніх умовах монокристал.
Сульфат міді(II) – одна з найважливіших солей міді. Часто є вихідною сировиною для отримання інших сполук міді.
Безводний сульфат міді – хороший поглинач вологи і може бути використаний для зневоднення (абсолютування) етанолу, осушення газів (у тому числі повітря) і як індикатор вологості.
Легкість вирощування кристалів пентагідрату сульфату міді та його різку зміну з безводної форми використовують у шкільній освіті.
У машинобудуванні використовується для фарбування металевих деталей перед ручною розміткою.
У будівництві водний розчин сульфату міді застосовується для нейтралізації наслідків протікання, ліквідації плям іржі, а також для видалення виділень солей («висолом») з цегляних, бетонних та оштукатурених поверхонь, а також як антисептичний та фунгіцидний засіб для запобігання гниття.
У сільському господарстві мідний купорос застосовується як антисептик, фунгіцид та мідно-сірчане добриво. Для знезараження ран дерев використовується 1% розчин (100 г на 10 л), який втирається в попередньо зачищені пошкоджені ділянки. Проти фітофторозу томатів та картоплі проводяться обприскування посадок 0,2 % розчином (20 г на 10 л) за перших ознак захворювання, а також для профілактики при загрозі виникнення хвороби (наприклад, у сиру вологу погоду). Розчином сульфату міді поливається ґрунт для знезараження та поповнення нестачі сірки та міді (5 г на 10 л). Проте найчастіше мідний купорос застосовується у складі бордо́сської рідини — основного сульфату міді CuSO4•3Cu(OH)2 проти грибкових захворювань та виноградної філоксери. Для цих цілей сульфат міді(II) мається у роздрібній торгівлі.
Для боротьби з цвітінням води у водосховищах також використовується хімічна обробка мідним купоросом.
Також він застосовується для виготовлення мінеральних фарб, в медицині, як один із компонентів електролітичних ванн для міднення тощо і у складі прядильних розчинів у виробництві ацетатного волокна.
У харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка E519. Використовується як фіксатор фарбування та консервант.
У побуті застосовують для виведення плям іржі на стелі після затоплень.
У пунктах скуповування брухту кольорових металів розчин мідного купоросу застосовується для виявлення цинку, марганцю та магнію в алюмінієвих сплавах та нержавійці. При виявленні цих металів утворюються червоні плями.
Речовина малотоксична. ГДК 500 мг/л. Смертельна доза мідного купоросу становить від 45 до 125 грамів для дорослої людини перорально (при ковтанні), залежно від маси, стану здоров’я, імунітету до надлишку міді та інших факторів. Ознаки отруєння стають помітними при разовому споживанні понад 0,5 г з’єднання всередину (т.з. токсична доза). LD50 для щурів 300 мг/кг. Картина отруєння при вдиханні аерозолів мідного купоросу складніша.
Попадання на шкіру сухої речовини вважається безпечним, але його потрібно змити. Аналогічно при попаданні розчинів та зволоженої твердої речовини. При попаданні в очі необхідно рясно промити їх проточною водою (слабким струменем). При попаданні до шлунково-кишкового тракту твердої речовини або концентрованих розчинів необхідно промити шлунок потерпілого 0,1% розчином марганцівки, дати випити потерпілому сольове проносне – сульфат магнію 1-2 ложки, викликати блювоту, дати сечогінну. Крім того, потрапляння в рот та шлунок безводної речовини може спричинити термічні опіки.
Слабкі розчини сульфату міді при прийомі внутрішньо діють як сильний блювотний засіб і іноді застосовуються для провокування блювання.
При роботі з порошками та пилом сульфату міді, слід дотримуватись обережності та не допускати їх пилення, необхідно використовувати маску або респіратор, а після роботи вимити обличчя. Гостра токсична доза при вдиханні аерозолю – 11 мг/кг. При попаданні сульфату міді через дихальні шляхи у вигляді аерозолю потрібно вивести потерпілого на свіже повітря, прополоскати рот водою та промити крила носа.
Зберігати речовину слід у сухому прохолодному місці, у щільно закритій жорсткій пластиковій або скляній упаковці, окремо від ліків, харчових продуктів та кормів для тварин, у недоступному для дітей та тварин місці.
Відгуки
Відгуків немає, поки що.