Síran měďnatý - Copper(II) sulfate
| |||
Jména | |||
---|---|---|---|
Název IUPAC Síran měďnatý | |||
Ostatní jména Síran měďnatý Modrý vitriol (pentahydrát) Bluestone (pentahydrát) Bonattit (minerál trihydrát) Boothit (minerál heptahydrát) Chalcanthit (minerál pentahydrát) Chalkocyanit (minerální) pentahydrát síranu měďnatého | |||
Identifikátory | |||
| |||
3D model (JSmol ) | |||
ChEBI | |||
ChEMBL | |||
ChemSpider | |||
Informační karta ECHA | 100.028.952 ![]() | ||
Číslo ES |
| ||
Číslo E. | E519 (regulátory kyselosti, ...) | ||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
Číslo RTECS |
| ||
UNII | |||
Řídicí panel CompTox (EPA) | |||
| |||
| |||
Vlastnosti | |||
CuSO4 (bezvodý) CuSO4· 5H2O (pentahydrát) | |||
Molární hmotnost | 159,60 g / mol (bezvodý)[1] 249,685 g / mol (pentahydrát)[1] | ||
Vzhled | šedobílý (bezvodý) modrá (pentahydrát) | ||
Hustota | 3,60 g / cm3 (bezvodý)[1] 2,286 g / cm3 (pentahydrát)[1] | ||
Bod tání | 110 ° C (230 ° F; 383 K) rozkládá se (· 5H2Ó)[1] pokud je pentahydrát <560 ° C rozkládá se[1] pokud je bezvodý | ||
Bod varu | rozkládá se | ||
1.055 molal (10 ° C) 1,26 molal (20 ° C) 1,502 molal (30 ° C)[2] | |||
Rozpustnost | bezvodý nerozpustný v ethanol[1] pentahydrát rozpustný v methanolu[1] 10,4 g / l (18 ° C) nerozpustný v ethanol, nerozpustný v aceton | ||
+1330·10−6 cm3/ mol | |||
Index lomu (nD) | 1,724–1,739 (bezvodý)[3] 1,514–1,544 (pentahydrát)[4] | ||
Struktura | |||
Ortorombický (bezvodý, chalkocyanit), vesmírná skupina Pnma, o24, a = 0,839 nm, b = 0,669 nm, c = 0,483 nm.[5] Triclinic (pentahydrát), vesmírná skupina P1, aP22, a = 0,5986 nm, b = 0,6141 nm, c = 1,0736 nm, α = 77,333 °, β = 82,267 °, γ = 72,567 °[6] | |||
Termochemie | |||
Std molární entropie (S | 5 J K.−1 mol−1 | ||
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | -769,98 kJ / mol | ||
Farmakologie | |||
V03AB20 (SZO) | |||
Nebezpečí | |||
Bezpečnostní list | bezvodý pentahydrát | ||
Piktogramy GHS | ![]() ![]() | ||
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
Bod vzplanutí | Nehořlavé | ||
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |||
LD50 (střední dávka ) | 300 mg / kg (orálně, potkan)[8] 87 mg / kg (orální, myš) | ||
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví): | |||
PEL (Dovolený) | TWA 1 mg / m3 (jako Cu)[7] | ||
REL (Doporučeno) | TWA 1 mg / m3 (jako Cu)[7] | ||
IDLH (Okamžité nebezpečí) | TWA 100 mg / m3 (jako Cu)[7] | ||
Související sloučeniny | |||
jiný kationty | Síran železnatý Síran manganatý Síran nikelnatý Síran zinečnatý | ||
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
![]() ![]() ![]() | |||
Reference Infoboxu | |||
Síran měďnatý, také známý jako síran měďnatý, jsou anorganické sloučeniny s chemický vzorec CuTAK4 (H2Ó)Xkde x se může pohybovat od 0 do 5. Nejběžnější formou je pentahydrát (x = 5). Mezi starší názvy této sloučeniny patří modrý vitriol, bluestone,[9] vitriol z mědi,[10] a Římský vitriol.[11]
Pentahydrát (CuSO4· 5H2O), nejčastěji se vyskytující sůl, je jasně modrá. To exotermicky rozpouští se ve vodě za vzniku aqua komplex [Cu (H2Ó)6]2+, který má oktaedrická molekulární geometrie. Struktura pevného pentahydrátu odhaluje polymerní strukturu, ve které je měď opět oktaedrická, ale vázaná na čtyři vodní ligandy. Cu (II) (H.2Ó)4 centra jsou vzájemně propojena síranovými anionty za vzniku řetězců.[12] Bezvodý síran měďnatý je světle šedý prášek.
Příprava a výskyt

Síran měďnatý se vyrábí průmyslově zpracováním zahuštěného kovu mědi kyselina sírová nebo jeho oxidy se zředěnou kyselinou sírovou. Pro laboratorní použití se obvykle kupuje síran měďnatý. Síran měďnatý lze také vyrobit pomalým vyluhováním nízko kvalitní měděné rudy na vzduchu; k urychlení procesu mohou být použity bakterie.[13]
Komerční síran měďnatý je obvykle asi 98% čistý síran měďnatý a může obsahovat stopy vody. Bezvodý síran měďnatý je 39,81 procenta mědi a 60,19 procenta síranu hmotnostního a v modré, vodní formě je to 25,47% mědi, 38,47% síranu (12,82% síry) a 36,06% vody hmotnostně. Na základě jeho použití jsou k dispozici čtyři typy velikosti krystalů: velké krystaly (10–40 mm), malé krystaly (2–10 mm), sněhové krystaly (méně než 2 mm) a větrný prach (méně než 0,15 mm).[13]
Chemické vlastnosti
Síran měďnatý pentahydrát rozkládá se před roztavením. Ztrácí dvě molekuly vody zahřátím na 63 ° C (145 ° F), následují další dvě při 109 ° C (228 ° F) a konečná molekula vody při 200 ° C (392 ° F).[14][15] Dehydratace probíhá rozkladem tetraakvakopropické (2+) skupiny, dvě protichůdné aqua skupiny jsou ztraceny za vzniku diakvakopropické (2+) skupiny. Druhý dehydratační krok nastává, když jsou ztraceny poslední dvě skupiny aqua. Úplná dehydratace nastane, když dojde ke ztrátě konečné molekuly nenavázané vody. Při 650 ° C (1202 ° F) se síran měďnatý rozkládá na oxid měďnatý (CuO) a oxid sírový (TAK3).[Citace je zapotřebí ]
Síran měďnatý reaguje s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou a získá se tetrachlorocuprate (II):
- Cu2+ + 4 Cl− → CuCl2−
4
Chemické vzdělávání
Síran měďnatý je u dětí běžně obsažen chemické soupravy. Často se používá k pěstování krystalů školy a v pokovování mědí experimenty, navzdory své toxicitě. Síran měďnatý se často používá k prokázání exotermická reakce, ve kterém Ocelová vlna nebo hořčík stuha je umístěna v vodný roztok CuSO4. Používá se k prokázání principu minerální hydratace. The pentahydrát Forma, která je modrá, se zahřívá a přeměňuje síran měďnatý na bezvodou formu, která je bílá, zatímco voda, která byla přítomna ve formě pentahydrátu, se odpařuje. Když se poté přidá voda k bezvodé sloučenině, přemění se zpět do formy pentahydrátu, znovu získá svou modrou barvu a je známá jako modrý vitriol.[16] Pentahydrát síranu měďnatého lze snadno vyrobit krystalizací z roztoku ve formě síranu měďnatého, který je hygroskopický.
Pro ilustraci „reakce na náhradu jednoho kovu“ je železo ponořeno do roztoku síranu měďnatého. Železo reaguje na produkci síran železnatý a měď se vysráží.
- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Na střední škole a ve výuce obecné chemie se síran měďnatý používá jako elektrolyt pro galvanické články, obvykle jako roztok katody. Například v buňce zinek / měď absorbuje iont mědi v roztoku síranu měďnatého elektron ze zinku a tvoří kovovou měď.[17]
- Cu2+ + 2e− → Cu (katoda) E °buňka = 0,34 V
Použití
Jako fungicid a herbicid
Síran měďnatý pentahydrát se používá jako a fungicid.[18] Některé houby se však dokáží přizpůsobit zvýšené hladině iontů mědi.[19]
Bordeauxská směs suspenze síranu měďnatého (CuSO4) a hydroxid vápenatý (Ca (OH)2), se používá k hubení hub hrozny, melouny, a další bobule.[20] Vyrábí se smícháním vodného roztoku síranu měďnatého a suspenze hašené vápno.
Cheshunt sloučenina, komerční směs síranu měďnatého a uhličitan amonný (ukončeno), se používá v zahradnictví aby se zabránilo tlumení v sazenicích.[21] Jako nezemědělský herbicid, používá se k ovládání invazivních vodní rostliny a kořeny rostlin umístěných v blízkosti vodovodních potrubí. Používá se v bazény jako algicid. K ošetření se používá zředěný roztok síranu měďnatého akvárium ryby na parazitární infekce,[22] a také se používá k odstraňování hlemýžďů z akvárií a mušlí ze vodních potrubí.[23] Měďnaté ionty jsou však pro ryby vysoce toxické. Většinu druhů řas lze regulovat velmi nízkými koncentracemi síranu měďnatého.
Analytické činidlo
Několik chemických testů využívá síran měďnatý. Používá se v Fehlingovo řešení a Benediktovo řešení otestovat redukující cukry, které redukují rozpustný modrý síran měďnatý na nerozpustnou červenou oxid měďnatý. Síran měďnatý se také používá v Biuretové činidlo k testování proteinů.
Síran měďnatý se používá k testování krve anémie. Krev se testuje kapáním do známého roztoku síranu měďnatého specifická gravitace - krev, která obsahuje dostatečné množství hemoglobin rychle klesá díky své hustotě, zatímco krev, která neklesá nebo klesá pomalu, má nedostatečné množství hemoglobin.[24]
V zkouška plamenem, jeho měď ionty vyzařují tmavě zelené světlo, mnohem hlubší zelené, než je zkouška plamenem baryum.
Organická syntéza
Síran měďnatý se v omezené míře používá v organická syntéza.[25] Bezvodá sůl se používá jako dehydratační činidlo pro formování a manipulaci acetal skupiny.[26] Hydratovaná sůl může být dokonale promíchána manganistan draselný za vzniku oxidačního činidla pro přeměnu primárních alkoholů.[27]
Niche používá
Síran měďnatý přitahoval v průběhu staletí mnoho specializovaných aplikací. V průmyslu má síran měďnatý několik aplikací. V tisku je to přísada do past a vazeb na knihy, která chrání papír před kousnutím hmyzem; v budově se používá jako přísada do betonu, aby poskytla odolnost proti vodě a dezinfekční vlastnosti. Síran měďnatý lze použít jako barvicí přísadu do uměleckých děl, zejména do sklenic a keramik.[28] Síran měďnatý se také používá při výrobě zábavní pyrotechniky jako modré barvivo, ale není bezpečné míchat síran měďnatý s chlorečnany při míchání prášků pro ohňostroje.[29]
Síran měďnatý byl kdysi používán k zabíjení bromeliads, které slouží jako místa pro rozmnožování komárů.[30] Síran měďnatý se používá jako léčivo proti měkkýšům bilharzia v tropických zemích.[28]
Umění
V roce 2008 umělec Roger Hiorns naplnil opuštěný vodotěsný státní byt v Londýně se 75 000 litry roztoku síranu měďnatého. Roztok byl ponechán krystalizovat několik týdnů, než byl byt vypuštěn a ponechán krystal -kryté stěny, podlahy a stropy. Práce má název Záchvat.[31] Od roku 2011 je na výstavě v Yorkshire Sculpture Park.[32]
Leptání
Síran měďnatý se používá k leptání desek zinku nebo mědi pro hlubotisková tvorba.[33][34]Používá se také k leptání vzorů na měď pro šperky, například pro Champlevé.[35]
Barvení
Síran měďnatý lze použít jako a mořidlo v zelenině barvení. Často zdůrazňuje zelené odstíny konkrétních barviv.
Elektronika
Jako odporový prvek se často používá vodný roztok síranu měďnatého kapalinové rezistory.
Lékařské a veřejné zdravotní problémy
Síran měďnatý se v minulosti používal jako dávivý.[36] Nyní je pro toto použití považováno za příliš toxické.[37] Stále je uveden jako protijed v Světová zdravotnická organizace je Anatomický terapeutický systém chemické klasifikace.[38]
Jiná forma síranů měďnatých
Bezvodý síran měďnatý je bílá pevná látka. Může být vyroben dehydratací normálně dostupného pentahydrátu síranu měďnatého. V přírodě se vyskytuje jako velmi vzácný minerál známý jako chalkocyanit.[39] Pentahydrát se také vyskytuje v přírodě jako chalcanthit. Zbývající tyto vzácné minerály tvoří tři další sírany měďnaté: bonattit (trihydrát),[40] Boothite (heptahydrát),[41] a monohydrátová sloučenina poitevinit.[42][43] Existuje celá řada dalších, složitějších, síranu měďnatých minerálů známých, s environmentálně důležitými zásaditými měďnatými sírany, jako je langit a posnjakit.[44][45][46]
- Bezvodý síran měďnatý
Bezvodý CuSO4.
Bezvodý model CuSO vyplňující prostor4.
Vzácný (modravý) minerál Boothite (CuSO4· 7H2Ó)
Toxikologické účinky
Síran měďnatý je dráždivý.[47] Obvyklé cesty, kterými mohou lidé být toxicky vystaveni síranu měďnatému, jsou kontakt s očima nebo kůží a také vdechování prášků a prachu.[48] Kontakt s pokožkou může mít za následek svědění nebo ekzém.[49] Může dojít k zasažení očí síranem měďnatým zánět spojivek, zánět výstelky víček, ulcerace a zakalení rohovka.[50]
Při orální expozici je síran měďnatý mírně toxický.[48] Podle studií je nejnižší dávka síranu měďnatého, který měl toxický účinek na člověka, 11 mg / kg.[51] Kvůli jeho dráždivému účinku na gastrointestinální trakt, v případě požití síranu měďnatého se automaticky zahájí zvracení. Pokud se však v žaludku zachová síran měďnatý, mohou být příznaky závažné. Po požití 1–12 gramů síranu měďnatého se mohou objevit příznaky otravy jako kovová chuť v ústech, pálivá bolest na hrudi, nevolnost, průjem zvracení, bolest hlavy, přerušené močení, které vede ke zežloutnutí kůže. V případě otravy síranem měďnatým může také dojít k poranění mozku, žaludku, jater nebo ledvin.[50]
Toxicita pro životní prostředí
Síran měďnatý je vysoce rozpustný ve vodě, a proto se snadno distribuuje v životním prostředí. Měď v půdě může pocházet z průmyslu, motorových vozidel a architektonických materiálů.[52] Podle studií[Citace je zapotřebí ] síran měďnatý existuje hlavně v povrchové půdě a má tendenci vázat organickou hmotu. Čím je půda kyselejší, tím méně se váže.
Viz také
Reference
- ^ A b C d E F G h Haynes, str. 4.62
- ^ Haynes, str. 5,199
- ^ Anthony, John W .; Bideaux, Richard A .; Bladh, Kenneth W .; Nichols, Monte C., eds. (2003). "Chalcokyanit" (PDF). Příručka mineralogie. V. Boritany, uhličitany, sírany. Chantilly, VA, USA: Mineralogická společnost Ameriky. ISBN 978-0962209741.
- ^ Haynes, str. 10,240
- ^ Kokkoros, P. A .; Rentzeperis, P. J. (1958). "Krystalová struktura bezvodých síranů mědi a zinku". Acta Crystallographica. 11 (5): 361–364. doi:10.1107 / S0365110X58000955.
- ^ Bacon, G. E .; Titterton, D. H. (1975). „Neutronové difrakční studie CuSO4 · 5H2O a CuSO4 · 5 D2Ó". Z. Kristallogr. 141 (5–6): 330–341. doi:10.1524 / zkri.1975.141.5-6,330.
- ^ A b C Kapesní průvodce chemickými riziky NIOSH. "#0150". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ Síran měďnatý. Americké národní instituty zdraví
- ^ "MSDS měďnatý". Oxfordská univerzita. Archivovány od originál dne 11.10.2007. Citováno 2007-12-31.
- ^ Antoine-François de Fourcroy, tr. Robert Heron (1796) „Elements of Chemistry, and Natural History: To which is Prefixed the Philosophy of Chemistry“. J. Murray a další, Edinburgh. Stránka 348.
- ^ Oxford University Press, “Římský vitriol ", Oxford Living dictionaries. Přístup k 13. 11. 2016
- ^ Ting, V. P .; Henry, P. F .; Schmidtmann, M .; Wilson, C. C .; Weller, M. T. (2009). "In situ difrakce neutronového prášku a stanovení struktury v kontrolovaných vlhkostech". Chem. Commun. 2009 (48): 7527–7529. doi:10.1039 / B918702B. PMID 20024268.
- ^ A b „Použití sloučenin mědi: síran měďnatý“. Copper.org. Copper Development Association Inc.. Citováno 10. května 2015.
- ^ Andrew Knox Galwey; Michael E. Brown (1999). Tepelný rozklad iontových pevných látek. Elsevier. str. 228–229. ISBN 978-0-444-82437-0.
- ^ Wiberg, Egon; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). Anorganická chemie. Akademický tisk. p. 1263. ISBN 978-0-12-352651-9.
- ^ „Proces přípravy stabilního monohydrátu síranu měďnatého použitelného jako přísada stopových prvků v krmivech“. Citováno 2009-07-07.
- ^ Zumdahl, Steven; DeCoste, Donald (2013). Chemické principy. Cengage Learning. 506–507. ISBN 978-1-285-13370-6.
- ^ Johnson, George Fiske (1935). „Časná historie měděných fungicidů“. Historie zemědělství. 9 (2): 67–79. JSTOR 3739659.
- ^ Parry, K.E .; Wood, R. K. S. (1958). „Adaptace hub na fungicidy: Adaptace na soli mědi a rtuti“. Annals of Applied Biology. 46 (3): 446–456. doi:10.1111 / j.1744-7348.1958.tb02225.x.
- ^ Martin, Hubert (1933). „Použití sloučenin mědi: role síranu měďnatého v zemědělství“. Annals of Applied Biology. 20 (2): 342–363. doi:10.1111 / j.1744-7348.1933.tb07770.x. Citováno 2007-12-31.
- ^ Coutts, J, Edwards, A, Osborn, A, & Preston, GH, Kompletní kniha zahradnictví, str. 533, Ward Lock, London (1954)
- ^ „Vše o síranu měďnatém“. National Fish Pharmaceuticals. Citováno 2007-12-31.
- ^ „Když tu zůstanou mušle Zebra, Austin má plán, jak se vyhnout páchnoucí pitné vodě.“. KXAN Austin. 2020-10-26. Citováno 2020-10-28.
- ^ Estridge, Barbara H .; Anna P. Reynolds; Norma J. Walters (2000). Základní lékařské laboratorní techniky. Thomson Delmar učení. p. 166. ISBN 978-0-7668-1206-2.
- ^ Hoffman, R. V. (2001). „Síran měďnatý“. Síran měďnatý v encyklopedii činidel pro organickou syntézu. John Wiley & Sons. doi:10.1002 / 047084289X.rc247. ISBN 978-0471936237.
- ^ Philip J. Kocienski (2005). Ochrana skupin. Thieme. p. 58. ISBN 978-1-58890-376-1.
- ^ Jefford, C. W .; Li, Y .; Wang, Y. „Selektivní, heterogenní oxidace za použití směsi manganistanu draselného a síranu měďnatého: (3aS, 7aR) -Hexahydro- (3S, 6R) -dimethyl-2 (3H) -benzofuranon“. Organické syntézy.; Kolektivní objem, 9, str. 462
- ^ A b Sdružení pro rozvoj mědi. „Použití sloučenin mědi: Tabulka A - Použití síranu měďnatého“. měď. Copper Development Association Inc.. Citováno 12. května 2015.
- ^ Partin, Lee. „Blues: 2. část“. skylighter. Skylighter.Inc. Archivovány od originál dne 21. prosince 2010. Citováno 12. května 2015.
- ^ Despommier; Gwadz; Hotez; Knirsch (červen 2005). Parazitární nemoc (5 ed.). NY: Produkce jabloní L.L.C. s. Část 4.2. ISBN 978-0970002778. Citováno 12. května 2015.
- ^ „Zabavte domovskou stránku“. Artangel.org.uk. Citováno 2009-09-21.
- ^ „Roger Hiorns: Záchvat“. Yorkshire Sculpture Park. Archivovány od originál dne 22.02.2015. Citováno 2015-02-22.
- ^ greenart.info, Bordeau etch, 2009-01-18, vyvoláno 02.06.2011.
- ^ ndiprintmaking.ca „The Chemistry of using Copper Sulfate Mordant, 2009-04-12, vyvoláno 02.06.2011.
- ^ http://mordent.com/etch-howto/ „Jak elektrolyticky leptat na měď, mosaz, ocel, nikl stříbro nebo stříbro, vyvoláno 2015-05-2015.
- ^ Holtzmann, N. A .; Haslam, R. H. (červenec 1968). „Zvýšení hladiny mědi v séru po síranu měďnatém jako zvracení“. Pediatrie. 42 (1): 189–93. PMID 4385403.
- ^ Olson, Kent C. (2004). Otrava a předávkování drogami. New York: Lange Medical Mooks / McGraw-Hill. p.175. ISBN 978-0-8385-8172-8.
- ^ V03AB20 (SZO)
- ^ Chalkocyanit na Mindatu
- ^ Bonattit na Mindatu
- ^ Boothite na Mindatu
- ^ Poitevinite na mindatu
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ Langite na Mindatu
- ^ Posnjakite na Mindatu
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ Windholz, M., ed. 1983. Index Merck. Desáté vydání. Rahway, NJ: Merck and Company.
- ^ A b Pokyny pro opětovnou registraci pesticidních produktů obsahujících síran měďnatý. Informační list č. 100., Washington, DC: Americká agentura pro ochranu životního prostředí, Office of Pesticide Programmes, 1986
- ^ TOXNET. 1975–1986. Síť datové toxikologické databáze národní knihovny léčivých přípravků. Databáze nebezpečných látek (HSDB). Veřejné zdravotnictví. National Institute of Health, U.S. Department of Health and Human Services. Bethesda, MD: NLM.
- ^ A b Clayton, G. D. a F. E. Clayton, eds. 1981. Pattyova průmyslová hygiena a toxikologie. Třetí edice. Sv. 2, část 6 Toxikologie. NY: John Wiley and Sons. ISBN 0-471-01280-7
- ^ Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH). 1981–1986. Registr toxických účinků chemických látek (RTECS). Cincinnati, OH: NIOSH.
- ^ Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států. „Rozhodnutí o opětovné registraci (RED) pro mědi“ (PDF). www.epa.org. Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států. Citováno 12. května 2015.
Bibliografie
- Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-1439855119.