COPATE SULFATE PENTAHYDRATE: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang tanso na sulfate pentahydrate ay isang tulagay na compound na binubuo ng mga elemento na tanso (Cu), asupre (S), oxygen (O) at tubig (H ₂ O). Naglalaman ito ng tanso (II) (Cu ²⁺ ) at sulpate (KAYA ₄ ^2- ) ions . Ang formula ng kemikal nito ay ang CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Sa kalikasan ito ay matatagpuan na bumubuo ng mineral chalcantite o calcantite, na tinatawag ding chalclase o calclasse. Ito ay isang asul na kristal na solid.

Crystal ng tanso sulpate pentahydrate CuSO _{4 •} 5H ₂ O. May-akda: Überraschungsbilder. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ginagamit ito bilang suplemento ng pagkain para sa ilang mga hayop tulad ng ruminant, baboy at manok. Sa agrikultura ito ay nagsisilbing isang pestisidyo. Sa mga aktibidad ng pagmimina ay nagbibigay-daan upang mabawi ang iba pang mga metal.

Dahil sa asul na kulay, ginagamit ito para sa pangkulay na tela at metal. Ginamit ito upang magdeposito ng metal na tanso sa mga cellulose fibers upang makakuha ng mga electrical conductive na tela. Ginagamit din ito upang maghanda ng mga nanoparticle ng tanso at mga oxides, na may iba't ibang mga aplikasyon.

Sa mataas na konsentrasyon maaari itong maging nakakalason sa fauna at flora, samakatuwid kung minsan ay ginagamit ito upang maalis ang mga peste (hayop o halaman) mula sa mga nabubuong kapaligiran tulad ng mga lago at natural pond.

Istraktura

Ang tambalang ito ay nabuo ng elemento ng tanso sa estado ng oksihenasyon +2 at ang sulfate anion. Ang huli ay may isang asupre na asupre na may valence + 6 na napapalibutan ng apat na atomo ng oxygen, bawat isa ay may valence -2. Sa ganitong paraan, ang sulfate ion ay may dalawang negatibong singil.

Mayroon din itong 5 molekula ng tubig sa istraktura nito. Sa sumusunod na figure maaari mong makita kung paano ang mga iba't ibang mga atom ay nakaayos sa kristal.

Istraktura ng CuSO _{4 •} 5H ₂ O. May-akda: Smokefoot. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang Cu ²⁺ (orange spheres) ay coordinated nang sabay-sabay na may 4 H ₂ O na mga molekula (oxygen = pula; hydrogen = puti) at may 2 mga atom na oxygen ng KAYA ₄ ^2- (asupre = dilaw). Sa figure na isa sa mga H ₂ O molecules ay nasa maliwanag na kalayaan ngunit bahagi ng istraktura ng mala-kristal.

Pangngalan

Chalcantite mineral CuSO _{4 •} 5H ₂ O. May-akda: Archaeodontosaurus. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

• Copper sulfate pentahydrate
• Copper (II) sapat na pentahydrate
• Bluejack
• Asul na bato (mula sa Ingles na asul na bato)
• Ang Chalcantite, calcantite, chalclase o calclase

Ari-arian

Pisikal na estado

Blue crystalline solid.

Ang bigat ng molekular

249.686 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

Nang umabot sa 110 ºC, nabubulok ito.

Density

2,286 g / cm ³

Solubility

Natunaw sa tubig: 22.0 g / 100 g ng tubig sa 25 ° C Natutunaw sa methanol (CH ₃ OH). Bahagyang natutunaw sa ethanol (CH ₃ CH ₂ OH).

Mga katangian ng kemikal

Ang tambalang ito, pagdating sa pakikipag-ugnay sa tubig, natutunaw, bumubuo ng mga ions Cu ²⁺ at KAYA ₄ ^2- . Ang solubility nito sa tubig ay bumababa nang malaki kung ang asupre acid ay nasa tubig.

Ang H ₂ SO _{4 ay} nagbibigay ng KAYA ₄ ^2- ion at ang pagkakaroon nito ay bumubuo ng "karaniwang ion" na epekto, dahil ang ion na ito ay naroroon sa tanso na sulfate pentahydrate. Ang pagpapahinga ay maaaring maipahayag nang ganito:

CuSO _{4 •} 5H ₂ O (solid) + tubig ⇔ Cu ²⁺ + KAYA ₄ ^2- + tubig

Samakatuwid, kung ang SO ₄ ^2- ng sulfuric acid ay mayroon nang solusyon , ang balanse ay lumipat sa kaliwa, iyon ay, patungo sa pagbuo ng solid at sa gayon ay bumababa ang solubility.

Pagkuha

Ang isa sa mga paraan upang makakuha ng tanso na sulfate pentahydrate ay sa pamamagitan ng pagtunaw ng mineral malachite sa isang may tubig na sulpuriko acid (H ₂ SO ₄ ) sa isang kinokontrol na temperatura. Ang Malachite ay naglalaman ng Cu ₂ (OH) ₂ CO ₃ kasama ang iba pang mga impurities, tulad ng bakal.

Ang impormasyong tanso (II) na solusyon ay ginagamot sa hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ) upang matiyak na ang mga impurities na bakal (II) (Fe ²⁺ ) ay na-convert sa iron (III) (Fe ³⁺ ). Ang huli ay pinaliit sa anyo ng ferric hydroxide (Fe (OH) ₃ ) gamit ang sodium hydroxide (NaOH).

Nangangahulugan ang precipitating na ang mga particle ng isang hindi malulutas na solid ay nabuo sa solusyon, na nahuhulog sa ilalim ng lalagyan na naglalaman nito.

Ang hitsura ng isang puro solusyon ng CuSO _{4 •} 5H ₂ O. May-akda: PublicDomainPicture. Pinagmulan: Pixabay.

Ang nagresultang timpla ay na-filter upang alisin ang solidong Fe (OH) ₃ at ang natitirang likido ay ginagamot sa etanol (C ₂ H ₅ OH), methanol (CH ₃ OH) o asupre acid upang matuyo ang lahat ng mga Cu ²⁺ na mga ng CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Kapag ang ethanol ay idinagdag halimbawa hindi gaanong magagamit ang tubig upang ang mga ions Cu ²⁺ at KAYA ₄ ^2- ay may solusyon at may posibilidad na magkasama. Ito ay gumaganap bilang isang dehydrator. Ang mas maraming ethanol na idinagdag mo, mas solidong nabubuo.

Ang pinalamig na solid ay maaaring gawing muli para sa paglilinis. Upang gawin ito, natutunaw sa tubig sa temperatura ng 80-90 ° C at pagkatapos ay ang solusyon ay pinalamig sa 25-30 ° C. Ang tambalang pentahydrate ay muling umuurong at ang mga impurities ay mananatili sa solusyon.

Aplikasyon

Mayroon itong malawak na hanay ng mga komersyal na aplikasyon.

Sa agrikultura ito ay nagsisilbing isang pestisidyo, pamatay-insekto, pamatay-peste, fungicide, germicide at additive sa lupa. Sa mga beterinaryo therapy ito ay ginagamit bilang isang anthelmintic, fungicide at emetic (upang maging sanhi ng pagsusuka).

Ginagamit ito bilang isang asul o berdeng pigment sa mga tina at kulay, bilang isang mordant sa pangkulay ng mga tela at metal. Gayundin bilang isang toner ng pag-print ng larawan at bilang isang reagent upang paigtingin ang mga negatibo.

Ginagamit ito sa mga aktibidad ng pagmimina bilang isang flotation reagent para sa pagbawi ng sink at tingga. Ginagamit ito upang makagawa ng iba pang mga compound ng tanso, ginagamit ito sa pag-taning ng katad at upang mapanatili ang kahoy.

Sa feed ng hayop

Ang tambalang ito ay ginagamit sa diyeta ng mga baboy sa napakaliit na halaga bilang tagataguyod ng paglago, lalo na sa yugto ng pag-weaning. Ang mekanismo kung saan mayroon itong epekto ay hindi pa rin alam.

Sinasabi ng ilang mga mananaliksik na binabawasan nito ang populasyon ng pathogenic o nakakapinsalang bakterya sa mga bituka ng mga hayop at dahil dito pinapaboran ang kanilang paglaki.

Sa CuSO _{4 •} 5H ₂ O, maaaring maitaguyod ang pag-unlad ng mga weaked piglet. May-akda: MabelAmber. Pinagmulan: Pixabay.

Ang iba pang mga iskolar ay nagpapahiwatig na pinapabuti nito ang kalusugan ng mga bituka ng mga hayop na ito, ngunit ang ilang pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang intravenous injection ng tanso ay nagpapabuti din sa kanilang paglaki.

Ginamit din ito para sa parehong layunin sa mga manok, at ginamit sa kakulangan sa tanso sa mga ruminant.

Sa synthesis ng nanoparticles

Ang Copper sulfate pentahydrate ay ginamit upang makakuha ng halo-halong nanopartikel ng tanso at tanso (I) oxide (Cu / Cu ₂ O).

Ang mga nanoparticle ay napakaliit na mga istruktura na makikita lamang sa pamamagitan ng isang mikroskopyo ng elektron.

Ang pulbos ng Cu / Cu ₂ O sa form na nanoparticulate ay ginagamit sa catalysis o pagbilis ng mga reaksyon ng kemikal, sa semiconductors at sa mga antimicrobial na materyales, bukod sa iba pang mga aplikasyon.

Sa mga pag-aaral para sa control ng peste

Ang CuSO _{4 •} 5H ₂ O ay ginamit sa mga eksperimento upang masuri ang pagkakalason nito patungo sa mga snails ng mga species ng canaliculata Pomacea.

Ito ang mga mollusks na katutubong sa mga tropikal na rehiyon ng Timog Amerika na naninirahan sa iba't ibang uri ng mga ekosistema, mula sa mga swamp at laguna hanggang sa mga lawa at ilog.

Pinag-aralan sila dahil ang ilang host ng mga parasito ng tao tulad ng Schistosoma mansoni (trematode na nagdudulot ng sakit na bilharzia). Ang mga snails ay maaari ring mapanganib sa mga pananim na agrikultura sa mga baha na rehiyon.

Mga Shell ng mga sna Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang mga itlog na idineposito ng mga snails sa isang halaman ng aquatic. Ang mga snails na ito ay kung minsan ay isang peste na maaaring kontrolin sa CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Shan Lv, National Institute of Parasitic Diseases / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ayon sa mga pag-aaral na nasuri, ang may tubig na mga solusyon ng tanso na sulfate pentahydrate ay labis na nakakalason sa mga snails, kaya ang tambalang ito ay maaaring magamit upang maalis ang mollusk mula sa mga nasirang lugar.

Ayon sa tiyak na pananaliksik, ito ay dahil ang tsaa ay hindi nangangailangan ng tanso na tanso, kaya ang pakikipag-ugnay lamang sa ion na ito ay magiging sapat para sa pagkamatay ng hayop.

Sa mga electrical conductive na tela

Ang tambalang ito ay ginamit upang makakuha ng mga materyales ng tela na may integrated sensor ng koryente. Ang ganitong uri ng tela ay ginagamit sa mga aparato ng imbakan ng koryente, mga sensor ng presyon, mga photodetectors at mga screen ng light-emitting.

Upang makakuha ng mga electrical conductive na tela, isang semi-synthetic habi na selulusa na hibla na tinatawag na "Lyocell" ay pinahiran ng metal na tanso. Ang patong ay isinasagawa sa isang hindi electrolytic na paraan na nagsisimula mula sa isang solusyon ng CuSO4 • 5H2O at iba pang mga pantulong na compound ng kemikal.

Ang hibla ng Lyocell. Ang ganitong uri ng tela ay ginamit sa mga pagsubok sa kalupkop na tanso. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang tela na nakuha sa ganitong paraan ay maaaring maglipat ng isang de-koryenteng signal kahit na sa ilalim ng pagpapapangit o mga kondisyon ng kahabaan habang pinapanatili ang mataas na kondaktibiti.

Mga epekto sa kapaligiran

Tulad ng naunang ipinaliwanag, ang CuSO _{4 •} 5H ₂ O, kapag natunaw sa tubig, ay bumubuo ng tanso (II) ion.

Bagaman ang tanso ay mahalaga sa mababang konsentrasyon para sa mga aktibidad ng cellular ng mga buhay na organismo, sa mataas na konsentrasyon maaari itong maging nakakalason at maging sanhi ng kamatayan.

Samakatuwid, ang pagkakaroon ng sinabi na ion sa kapaligiran ay bumubuo ng panganib para sa mga hayop at halaman. Sa mga ekosistema ng aquatic, maaari itong bioaccumulate sa mga nabubuhay na nilalang at sa kadena ng pagkain, na nagdudulot ng pinsala.

Ang CuSO _{4 •} 5H ₂ O ay maaaring mapanganib sa mga kapaligiran sa tubig. May-akda: JamesDeMers. Pinagmulan: Pixabay.

Sa katunayan, sa ilang mga karanasan ay natagpuan na ang kontaminasyon ng mga nabubuong kapaligiran na may tanso na sulfate pentahydrate ang nagiging sanhi ng pagbaba ng biomass ng ilang mga halaman sa aquatic.

Na nangangahulugan na ang mga halaman ay lumalaki nang mas mababa sa pagkakaroon ng asin na ito sa mataas na konsentrasyon.

Mga Sanggunian

1. Lide, DR (editor) (2003). Handbook ng CRC ng Chemistry at Physics. 85 ^th CRC Press.
2. Mga biro, H. et al. (2014). Dissolution ng tanso at bakal mula sa malachite ore at pag-ulan ng tanso sulfate pentahydrate sa pamamagitan ng proseso ng kemikal. Ang Science Science at Technology, isang International Journal. 2014; 17 (1): 39-44. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
3. Alves de Azevedo B., JP at Peixoto, MN (2015). Ang pagbawas ng biomass ng Salvinia molesta na nakalantad sa tanso sulfate pentahydrate ( CuSO ₄ .5H ₂ O). Si Ambient. Tubig 2015; 10 (3): 520-529. Nabawi mula sa doaj.org.
4. Root, W. et al. (2019). Flexible Textile Strain Sensor Batay sa Copper-Coated Lyocell Type na Cellulose na Tela. Polymers 2019, 11, 784. Nabawi mula sa mdpi.com.
5. Pitelli, RA et al. (2008). Acute toxicity ng tanso sulpate at may tubig na katas ng mga tuyong dahon ng neem sa mga snails (Pomacea canaliculata). Acta Sci. Biol. Sci. 2008; 30 (2): 179-184. Nabawi mula sa doaj.org.
6. Badawy, SM et al. (2015). Sintesis, Characterization at Catalytic Aktibidad ng Cu / Cu2O Nanoparticles Inihanda sa Aqueous Medium. Bulletin ng Chemical Reaction Engineering & Catalysis. 2015; 10 (2): 169-174. Nabawi mula sa doaj.org.
7. Justel, FJ et al (2014). Solubility at pisikal na katangian ng mga puspos na solusyon sa tanso sulpate + sulpuriko acid + sistema ng tubig sa dagat sa iba't ibang temperatura. Journal ng Chemical Engineering ng Brazil. 2015; 32 (3): 629-635. Nabawi mula sa doaj.org.
8. Park, CS at Kim, BG (2016). Sa vitro Solubility ng Copper (II) Sulfate at Dicopper Chloride Trihydroxide para sa Baboy. Mga Australya sa Asya. J. Anim. Sci. 2016; 29 (11): 1608-1615. Nabawi mula sa doaj.org.
9. US National Library of Medicine. (2019). Copper sulfate pentahydrate. Nabawi mula sa pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Wikipedia (2020). Chalcanthite. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.