COPPER SULPATE (CUSO4): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGKUHA, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang tanso sulpate ay isang hindi organikong tambalang binubuo ng mga elemento na tanso (Cu), asupre (S) at oxygen (O). Ang formula ng kemikal nito ay ang CuSO ₄ . Ang tanso ay nasa estado ng oksihenasyon +2, asupre +6, at ang oxygen ay may valence ng -2.

Ito ay isang puting solid na kapag nakalantad sa kahalumigmigan sa kapaligiran ay nagiging asul na pentahydrate CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Ang puting solid ay nakuha sa pamamagitan ng pagpainit ng asul upang maalis ang tubig.

Anhydrous copper sulfate (CuSO ₄ ) (walang tubig sa mala-kristal na istraktura). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ginamit ito bilang ahente ng antibacterial sa loob ng maraming siglo upang pagalingin ang mga sugat sa mga tao at hayop. Gumagana din ito bilang fungicide, bilang isang astringent, bilang isang antidiarrheal at upang makontrol ang mga sakit sa bituka sa mga hayop. Ginagamit din ito bilang isang antifungal agent sa mga halaman.

Gayunpaman, ang ilan sa mga gamit nito ay hindi naitigil dahil ang labis nito ay maaaring nakakalason sa mga tao, hayop at halaman. Ang saklaw ng konsentrasyon kung saan maaari itong magamit ay makitid at nakasalalay sa mga species.

Ginagamit ito bilang isang katalista sa mga reaksyon ng kemikal at bilang isang desiccant para sa mga solvent. Pinapayagan nitong mapabuti ang paglaban at kakayahang umangkop ng ilang mga polimer.

Ang labis na dami ng tambalang ito ay maaaring mapanganib sa mga lupa, dahil nakakalason sa mga microorganism na kapaki-pakinabang sa mga halaman.

Istraktura

Ang Copper sulfate ay binubuo ng isang tanso na tanso (Cu ²⁺ ) at isang sulfate ion (KAYA ₄ ^2- ).

Ionic na istraktura ng tanso (II) sulpate. May-akda: Marilú Stea.

Dahil sa pagkawala ng dalawang elektron, ang tanso (II) ion ay may mga sumusunod na elektronikong pagbabagong-anyo:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Makikita na mayroon itong hindi kumpleto na 3d orbital (mayroon itong 9 na mga electron sa halip na 10).

Pangngalan

• Anhydrous copper sulfate
• Copper (II) sulpate
• Cupric sulfate

Ari-arian

Pisikal na estado

Puti o berde-puting solid sa anyo ng mga kristal.

Ang bigat ng molekular

159.61 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

Sa 560 ° C nabubulok ito.

Density

3.60 g / cm ³

Solubility

22 g / 100 g ng tubig sa 25 ° C. Hindi matutunaw sa ethanol.

Mga katangian ng kemikal

Kapag sumailalim sa kahalumigmigan ng hangin sa ilalim ng 30 ° C, ito ay nagiging tambalan ng pentahydrate CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Ang mga may tubig na solusyon ay asul dahil sa pagbuo ng hexaacuocopper (II) ²⁺ ion na gumagawa ng nasabing kulay. Sa ion na ito dalawa sa mga molekula ng tubig ay higit na malayo sa metal na atom kaysa sa iba pang apat.

Ang nabagong istraktura ng hexaacuocopper (II) ²⁺ ion . Benjah-bmm27 / Public domain. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ito ay dahil sa tinaguriang epekto ng Jahn-Teller, na hinuhulaan na ang ganitong uri ng system ay makakaranas ng pagbaluktot na dulot ng katotohanan na ang Cu ²⁺ ay may isang istrakturang elektronikong nagtatapos sa d ⁹ , iyon ay, isang hindi kumpletong orbital (magiging kumpleto kung magiging d ¹⁰ ).

Kung ang ammonia (NH ₃ ) ay idinagdag sa mga solusyon na ito, ang mga kumplikado ay nabuo kung saan ang NH _{3 ay} matagumpay na inilipat ang mga molekula ng tubig. Nabuo ang mga ito halimbawa halimbawa mula sa ²⁺ hanggang ²⁺ .

Kapag ang CuSO ₄ ay pinainit sa agnas, naglalabas ito ng mga nakakalason na gas at lumiliko sa cupric oxide CuO.

Pagkuha

Ang nakamamanghang tanso sulpate ay maaaring makuha sa pamamagitan ng kabuuang pag-aalis ng tubig ng tambalan ng pentahydrate, na nakamit sa pamamagitan ng pagpainit nito hanggang sa maubos ang mga molekula ng tubig.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O + init → CuSO ₄ + 5 H ₂ O ↑

Asul ang pentahydrated compound, kaya kapag nawala ang tubig ng crystallization, nakuha ang puting anhydrous CuSO ₄ .

Aplikasyon

Ang ilan sa mga gumagamit nito ay nag-overlap kasama ng pentahydrate compound. Ang iba ay tiyak sa anhid na sangkap.

Bilang isang ahente ng antibacterial

May potensyal ito bilang isang antimicrobial agent. Ginamit ito sa libu-libong taon, kabilang ang mga kultura sa Timog at Gitnang Amerika, upang maiwasan ang impeksyon sa sugat sa pamamagitan ng gauze na ibabad sa isang solusyon ng tambalang ito.

Tinatayang na sa mekanismo ng kanilang aktibidad na antibacterial, ang mga Cu ²⁺ ion ay bumubuo ng mga template na may mga enzymes na mahalaga para sa mga cellular function ng bakterya, na nag-deactivate sa kanila. Pinupukaw din nila ang pagbuo ng mga hydroxyl radical OH •, na sumisira sa mga lamad ng bakterya at kanilang DNA.

Ang CuSO _{4 ay} maaaring gumana laban sa ilang mga pathogen bacteria. May-akda: Gerd Altmann. Pinagmulan: Pixabay.

Ito ay kamakailan lamang naiulat na ang mga bakas ng CuSO _{4 ay} maaaring dagdagan ang antimicrobial na aktibidad ng mga likas na produkto na mayaman sa polyphenols, tulad ng mga extract ng granada at pagbubuhos ng ilang uri ng mga halaman ng tsaa.

Sa mga aplikasyon ng beterinaryo

Ginagamit ito bilang isang antiseptiko at astringent para sa mauhog lamad at upang gamutin ang conjunctivitis at panlabas na otitis. Ginagamit ito upang maisagawa ang mga therapeutic o prophylactic bath upang maiwasan ang pagkabulok ng mga binti ng mga baka, tupa at iba pang mga mammal.

Ang mga may tubig na solusyon ng CuSO _{4 ay} ginagamit upang pagalingin ang mga hooves ng mga baka. May-akda: Ingrid und Stefan Melichar. Pinagmulan: Pixabay.

Naghahain ito bilang ahente ng caustic para sa mga necrotic masa sa mga limbs ng mga baka, mga ulser ng stomatitis at butil ng mga ito. Ginagamit ito bilang fungicide sa paggamot ng mga sakit sa ringworm at fungal ng balat.

Ginagamit din ito bilang isang emetic (ahente upang mag-udyok ng pagsusuka) sa mga baboy, aso at pusa; bilang isang antidiarrheal astringent para sa mga guya at upang makontrol ang bituka na moniliasis sa manok at trichomoniasis sa mga turkey.

Bilang suplemento sa feed ng hayop

Ang Copper sulfate ay ginamit bilang suplemento sa napakaliit na halaga upang pakainin ang mga baka, baboy, at manok. Ginagamit ito upang gamutin ang kakulangan sa tanso sa mga ruminant. Sa kaso ng mga baboy at manok ay ginagamit ito bilang stimulant ng paglago.

Ang Copper ay nakilala bilang mahalaga para sa mammalian hemoglobin biosynthesis, cardiovascular istraktura, synthensiya ng collagen ng buto, mga sistema ng enzyme, at pagpaparami.

Tulad ng nabanggit sa nakaraang seksyon maaari din itong ibigay bilang isang gamot sa control control. Gayunpaman, ang supplementation at / o mga antas ng gamot ay dapat na masubaybayan nang mabuti.

Ang manok at ang kanilang mga itlog ay maaaring maapektuhan ng labis na tanso na sulpate sa kanilang diyeta. May-akda: Mga pexels. Pinagmulan: Pixabay.

Mula sa isang tiyak na halaga, na nakasalalay sa bawat species, pagbaba ng paglaki, pagkawala ng gana sa timbang at timbang, pinsala sa ilang mga organo at maging ang pagkamatay ng mga hayop ay maaaring mangyari.

Halimbawa, sa mga manok, ang pagdaragdag ng 0.2% o higit pa ay binabawasan ang kanilang paggamit ng pagkain na may kahihinatnan na pagkawala ng timbang, isang pagbawas sa paggawa ng mga itlog at ang kapal ng kanilang mga shell.

Sa mga aplikasyon ng agrikultura

Sa mga organikong sistema ng produksiyon ay hindi pinapayagan na gumamit ng synthetic fungicides, ang mga produkto lamang batay sa tanso at asupre ay tinatanggap, tulad ng tanso sulpate.

Halimbawa, ang ilang mga fungi na umaatake sa mga halaman ng mansanas, tulad ng Venturia inaequalis, ay pinapatay kasama ang tambalang ito. Ang mga ² tonelada ay naisip na posibleng may kakayahang magpasok ng fungal spore, denaturing protein, at pagharang sa iba't ibang mga enzyme.

Ang Copper sulfate ay ginagamit upang labanan ang ilang mga fungi na umaatake sa mga mansanas. Algirdas sa lt.wikipedia / Public domain. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Kahalagahan ng tanso sa mga halaman

Mahalaga ang sangkap na tanso sa mga proseso ng physiological ng mga halaman tulad ng fotosintesis, paghinga at pagtatanggol laban sa mga antioxidant. Parehong kakulangan ng elementong ito at ang labis nito ay nakabuo ng mga reaktibo na species ng oxygen na nakakapinsala sa kanilang mga molekula at istraktura.

Ang saklaw ng mga konsentrasyon ng tanso para sa pinakamainam na paglago ng halaman at pag-unlad ay napakaliit.

Ang masamang epekto sa agrikultura

Kapag ang produktong ito ay ginagamit nang labis sa mga gawaing pang-agrikultura maaari itong maging phytotoxic, maging sanhi ng napaaga na pag-unlad ng mga prutas at baguhin ang kanilang kulay.

Bilang karagdagan, ang tanso ay nag-iipon sa lupa at nakakalason sa mga microorganism at mga earthworm. Salungat ito sa konsepto ng organikong agrikultura.

Bagaman ang CuSO ₄ ay ginagamit sa organikong agrikultura maaari itong mapanganib sa mga lindol. May-akda: Patricia Maine Degrave. Pinagmulan: Pixabay.

Sa catalysis ng mga reaksyon ng kemikal

Ang Anhydrous CuSO _{4 ay} nagsisilbing isang katalista para sa iba't ibang mga reaksyon ng mga organikong carbonyl compound na may mga diols o kanilang mga epoxide, na bumubuo ng mga dioxolanes o acetonides. Salamat sa tambalang ito, ang mga reaksyon ay maaaring isagawa sa ilalim ng banayad na mga kondisyon.

Halimbawa ng isang reaksyon kung saan kumikilos ang anhydrous CuSO ₄ bilang isang katalista. May-akda: Marilú Stea.

Naiulat din na ang catalytic na pagkilos nito ay nagbibigay-daan sa pag-aalis ng tubig sa pangalawang, tersiyaryo, benzylic at allylic alcohols sa kanilang mga kaukulang olefin. Ang reaksyon ay isinasagawa nang simple.

Ang purong alkohol ay pinainit kasama ang anhydrous CuSO ₄ sa temperatura na 100-160 ° C sa loob ng oras na 0.5-1.5 na oras. Nagreresulta ito sa pag-aalis ng tubig ng alkohol at ang olefin ay distilled pure mula sa reaksyon halo.

Ang pag-aalis ng tubig ng isang alkohol sa pamamagitan ng walang tubig na tanso (II) sulpate. May-akda: Marilú Stea.

Bilang isang ahente ng pag-aalis ng tubig

Ang tambalang ito ay ginagamit sa mga laboratoryo ng kimika bilang isang desiccant. Ginagamit ito upang mag-dehydrate ng mga likidong organikong tulad ng mga solvent. Ito ay sumisipsip ng tubig, na bumubuo ng pentahydrate compound na CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Kapag ang puting anhydrous CuSO _{4 ay} sumisipsip ng tubig ay nagpalit ito sa asul na pentahydrate compound na CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Upang mapabuti ang mga polimer

Ang anhydrous CuSO ₄ ay ginamit upang mapagbuti ang mga katangian ng ilang mga polimer habang pinapayagan silang mai-recyclable.

Halimbawa, ang mga particle ng compound sa acetone ay halo-halong may acrylonitrile-butadiene goma sa isang espesyal na gilingan, sinusubukan na gawing napakaliit ang mga sangkap ng CuSO ₄ .

Ang Copper sulfate ay nagpapabuti sa mga punto ng bonding ng polimer, na bumubuo ng isang halo na may mataas na lakas, tigas at nakakagulat na kakayahang umangkop.

Sa hindi na ipinagpapatuloy na mga therapeutic application

Noong nakaraan, ang mga solusyon sa tanso sulpate ay ginagamit para sa gastric lavage kapag may isang tao na nagdusa mula sa puting posporiko na pagkalason. Gayunpaman, ang solusyon ay agad na pinukaw upang maiwasan ang pagkalason sa tanso.

Ang mga solusyon sa tambalang ito ay ginamit din kasama ang iba pang mga sangkap para sa pangkasalukuyan na aplikasyon sa mga pagkasunog ng posporiko.

Minsan nagsilbi sila sa ilang mga porma ng nutrisyonal na anemia sa mga bata at sa kakulangan sa tanso sa mga paksang natanggap ng nutrisyon ng parenteral, iyon ay, ang mga taong hindi mapapakain ang kanilang sarili sa pamamagitan ng bibig.

Ang ilang mga eksema, impetigo, at mga loteng intertrigo na naglalaman ng CuSO ₄ . Ang mga solusyon ay ginamit bilang isang astringent sa mga impeksyon sa mata. Minsan ang mga kristal ay inilapat nang direkta sa mga paso o mga ulser.

Ang lahat ng mga application na ito ay hindi na isinasagawa dahil sa pagkakalason na ang labis sa tambalang ito ay maaaring mapukaw.

Mga Sanggunian

1. US National Library of Medicine. (2019). Tanso sulpate. Nabawi mula sa pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (editor) (2003). Handbook ng CRC ng Chemistry at Physics. 85 ^th CRC Press.
3. Montag, J. et al. (2006). Isang Pag-aaral sa Vitro sa Mga Aktibidad sa Postinfection ng Copper Hydroxide at Copper Sulfate laban sa Conidia ng Venturia inaequalis. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 893-899. Nabawi mula sa link.springer.com.
4. Holloway, AC et al. (2011). Pagpapahusay ng mga aktibidad na antimicrobial ng buo at sub-fractionated na puting tsaa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng tanso (II) sulphate at bitamina C laban sa Staphylococcus aureus; isang mekanikong diskarte. Pagkumpleto ng BMC Altern Med 11, 115 (2011). Nabawi mula sa bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com.
5. Sanz, A. et al. (2018). Ang mekanismo ng paggamit ng Copper ng Arabidopsis thaliana high-affinity COPT transporters. Protoplasm 256, 161-170 (2019). Nabawi mula sa link.springer.com.
6. Griminger, P. (1977). Epekto ng tanso sulpate sa paggawa ng itlog at kapal ng shell. Science sa manok 56: 359-351, 1977. Nakuha mula sa akademikong.oup.com.
7. Hanzlik, RP at Leinwetter, M. (1978). Mga reaksyon ng Epoxides at Carbonyl Compound na na-catalyzed ng Anhydrous Copper Sulfate. J. Org. Chem., Vol.43, No.3, 1978. Nabawi mula sa pubs.acs.org.
8. Okonkwo, AC et al. (1979). Kinakailangan ng Copper ng Baby Pigs Fed Purified Diets. Ang Journal of Nutrisyon, Dami ng 109, Isyu 6, Hunyo 1979, Mga Pahina 939-948. Nabawi mula sa akademikong.oup.com.
9. Hoffman, RV et al. (1979). Anhydrous Copper (II) Sulfate: Isang Mahusay na Katalista para sa Liquid-Phase Dehydration ng Alcohols. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Nabawi mula sa pubs.acs.org.
10. Shao, C. et al. (2018). Pinahusay na makunat na lakas ng acrylonitrile-butadiene goma / anhydrous copper sulfate composite na inihanda ng koordinasyon ng cross-link. Polym. Bull. 76, 1435-1452 (2019). Nabawi mula sa link.springer.com.
11. Mga Betts, JW et al. (2018). Novel Antibacterials: Mga Alternatibo sa Tradisyonal na Antibiotics. Copper. Sa Pagsulong sa Microbial Physiology. Nabawi mula sa sciencedirect.com
12. Cotton, F. Albert at Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced na Diorganikong Chemistry. Pang-apat na Edisyon. John Wiley at Mga Anak.
13. Mga Google Site. Gumawa ng Anhydrous Copper Sulfate. Sa Paradox Home Chemistry. Nabawi mula sa mga sites.google.com.