硫酸銅（CUSO4）：構造、特性、入手、用途 - 化学 - 2025

硫酸銅は、要素の銅（Cu）、硫黄（S）及び酸素（O）からなる無機化合物です。その化学式はCuSO ₄です。銅は酸化状態+2、硫黄+6で、酸素の価数は-2です。

それは、環境の湿気にさらされるとその青い五水和物CuSO _4• 5H ₂ Oに変わる白い固体です。白い固体は、水を除去するために青を加熱することによって得られます。

無水硫酸銅（CuSO ₄）（結晶構造に水を含まない）。W.オエレン/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）。出典：ウィキメディア・コモンズ。

何世紀にもわたって人間や動物の創傷を治癒するための抗菌剤として使用されてきました。それはまた殺菌剤として、収斂剤として、下痢止めとしてそして動物の腸の病気を制御するために働きます。植物の抗真菌剤としても使用されます。

しかし、その過剰量は人間、動物、植物にとって有毒である可能性があるため、一部の使用は中止されました。使用できる濃度範囲は狭く、種によって異なります。

化学反応の触媒や溶剤の乾燥剤として使用されます。一部のポリマーの耐性と柔軟性を向上させることができます。

この化合物は植物にとって有益な微生物に対して有毒であるため、この化合物の過剰量は土壌に害を及ぼす可能性があります。

構造

硫酸銅は、銅イオン（Cu ²⁺）と硫酸イオン（SO ₄ ^2-）で構成されています。

硫酸銅（II）のイオン構造。著者：マリル・ステア。

2つの電子が失われるため、銅（II）イオンは次の電子構造になります。

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

それは不完全な3d軌道を持っていることがわかります（10個ではなく9個の電子を持っています）。

命名法

• 無水硫酸銅
• 硫酸銅（II）
• 硫酸第二銅

プロパティ

体調

結晶の形の白色または緑がかった白色の固体。

分子量

159.61 g / mol

融点

560°Cでそれは分解します。

密度

3.60 g / cm ³

溶解度

25°Cで22 g / 100 gの水 エタノールに不溶。

化学的特性

30°C未満の空気湿度に曝されると、5水和物化合物CuSO _4• 5H ₂ Oになり_ます。

その水溶液は、前記着色を生じるヘキサ銅（ＩＩ）^２＋イオンの形成のために青色である。このイオンでは、水分子のうち2つが他の4つよりも金属原子から離れています。

ヘキサ銅（II）²⁺イオンの変形構造。Benjah-bmm27 /パブリックドメイン。出典：ウィキメディア・コモンズ。

これは、いわゆるJahn-Teller効果によるものであり、このタイプのシステムでは、Cu ²⁺がd ⁹で終わる電子構造、つまり不完全な軌道（つまりd ^10になります）。

アンモニア（NH ₃）がこれらの溶液に添加されると、NH _3が水分子を連続的に置換する複合体が形成されます。彼らはから例えば形成されている²⁺に²⁺。

CuSO ₄が分解するまで加熱されると、有毒ガスを放出し、酸化第二銅CuOに変わります。

入手

無水硫酸銅は、五水和物化合物を完全に脱水することによって得られます。これは、水分子が蒸発するまで加熱することによって達成されます。

CuSO _4• 5H ₂ O +熱→CuSO ₄ + 5 H ₂ O↑

五水和物化合物は青色であるため、結晶水が失われると、白色の無水CuSO ₄が得られます。

用途

その用途のいくつかは、五水和物化合物の用途と重複しています。他のものは無水物質に特有である。

抗菌剤として

抗菌剤としての可能性があります。南米および中央アメリカの文化を含む何千年もの間、この化合物の溶液に浸したガーゼによって創傷感染を防ぐために使用されてきました。

それらの抗菌活性のメカニズムにおいて、Cu ²⁺イオンは細菌の細胞機能に重要な酵素とキレートを形成し、それらを不活性化すると推定されています。また、ヒドロキシラジカルOH•の形成を誘発し、バクテリアの膜とそのDNAに損傷を与えます。

CuSO ₄は、いくつかの病原菌に対して作用します。著者：ゲルトアルトマン。出典：Pixabay。

最近、微量のCuSO ₄が、ザクロ抽出物や一部の種類の茶樹の注入液など、ポリフェノールが豊富な天然産物の抗菌活性を高める可能性があることが報告されています。

獣医アプリケーションで

粘膜の消毒剤や収斂剤として、また結膜炎や外耳炎の治療に使用されます。牛、羊、その他の哺乳類の脚の腐敗を防ぐために、治療浴または予防浴を行うために使用されます。

CuSO ₄の水溶液は、牛のひづめを治療するために使用されます。著者：イングリッドとステファンメリチャー。出典：Pixabay。

牛の四肢の壊死性腫瘤、口内炎、潰瘍、およびこれらの顆粒組織の腐食剤として機能します。白癬や皮膚の真菌性疾患の治療に殺菌剤として使用されます。

また、豚、犬、猫の嘔吐剤（嘔吐を誘発する薬剤）としても使用されます。子牛用の下痢止め収斂剤として、および家禽における腸モニリアーシスおよびシチメンチョウにおけるトリコモナス症を制御するため。

動物飼料のサプリメントとして

硫酸銅は、牛、豚、家禽を養うために非常に少量のサプリメントとして使用されています。反すう動物の銅欠乏症の治療に使用されます。豚や家禽の場合、それは成長刺激剤として使用されます。

銅は、哺乳類のヘモグロビン生合成、心血管構造、骨コラーゲン合成、酵素系、および生殖に不可欠であると確認されています。

前のセクションで述べたように、それはまた、疾患制御薬として与えることもできます。ただし、サプリメントや薬のレベルは注意深く監視する必要があります。

家禽とその卵は、食事中の過剰な硫酸銅の影響を受ける可能性があります。著者：ペクセル。出典：Pixabay。

各種に依存する特定の量から、成長の低下、食欲と体重の減少、特定の臓器への損傷、さらには動物の死さえ起こり得る。

たとえば、ニワトリでは、0.2％以上のサプリメントを摂取すると食物摂取量が減少し、その結果として体重が減少し、卵の生産量が減少し、殻の厚さが減少します。

農業用途

有機生産システムでは、合成殺菌剤の使用は許可されていません。硫酸銅など、銅と硫黄に基づく製品のみが受け入れられます。

たとえば、Venturia inaequalisなどのリンゴを攻撃する特定の菌類は、この化合物で殺されます。Cu ²⁺イオンは、真菌胞子に入り、タンパク質を変性させ、さまざまな酵素をブロックする能力があると考えられています。

硫酸銅は、リンゴを攻撃するいくつかの菌類と戦うために使用されます。アルギルダス（lt.wikipedia /パブリックドメイン）。出典：ウィキメディア・コモンズ。

植物における銅の重要性

銅元素は、光合成、呼吸、抗酸化物質に対する防御などの植物の生理学的プロセスにおいて重要です。この元素の不足と過剰は、分子と構造に有害な活性酸素種を生成します。

最適な植物の成長と発達のための銅濃度の範囲は非常に狭いです。

農業への悪影響

この製品を農業活動で過剰に使用すると、植物毒性があり、果物の発育が早まり、色が変化する可能性があります。

さらに、銅は土壌に蓄積し、微生物やミミズに有毒です。これは有機農業の概念と矛盾しています。

CuSO ₄は有機農業で使用されていますが、ミミズに害を及ぼす可能性があります。著者：パトリシアメインデグレイブ。出典：Pixabay。

化学反応の触媒作用において

無水CuSO ₄は、有機カルボニル化合物とジオールまたはそれらのエポキシドとのさまざまな反応の触媒として機能し、ジオキソランまたはアセトニドを形成します。この化合物のおかげで、穏やかな条件下で反応を行うことができます。

無水CuSO ₄が触媒として作用する反応の例。作成者：MarilúStea。

また、その触媒作用により、第2級、第3級、ベンジル型、およびアリル型アルコールを対応するオレフィンに脱水できることが報告されています。反応は非常に簡単に行われます。

純粋なアルコールを無水CuSO ₄と一緒に100〜160°Cの温度で0.5〜1.5時間加熱します。これにより、アルコールの脱水が起こり、オレフィンは反応混合物から純粋に蒸留される。

無水硫酸銅（II）によるアルコールの脱水。著者：マリル・ステア。

脱水剤として

この化合物は化学実験室で乾燥剤として使用されます。溶剤などの有機液体の脱水に使用します。それは水を吸収し、五水和物化合物CuSO _4• 5H ₂ Oを形成し_ます。

白色の無水CuSO ₄が水を吸収すると、青色の五水和物化合物CuSO ₄ .5H ₂ O に変換されます。Crystal Titan / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）。出典：ウィキメディア・コモンズ。

ポリマーを改善する

無水CuSO ₄は、特定のポリマーの特性を向上させ、リサイクル可能にするために使用されています。

たとえば、アセトン中の化合物の粒子は、CuSO ₄粒子を非常に小さくしようとする特別なミルでアクリロニトリル-ブタジエンゴムと混合されています。

硫酸銅は、ポリマーの結合点を改善し、高強度、硬度、驚くべき柔軟性を備えた混合物を形成します。

廃止された治療用途

過去には、誰かが白いリン中毒に苦しんだとき、硫酸銅溶液が胃洗浄に使用されました。しかしながら、銅中毒を回避するために、溶液を迅速に攪拌した。

この化合物の溶液は、リン性皮膚火傷の局所適用のために他の物質と共に使用されました。

時々、彼らは子供の特定の形態の栄養性貧血、および非経口栄養を受けている被験者、すなわち、口で自分自身で食事をとることができない人々の銅欠乏症に役立ちました。

特定の湿疹、膿痂疹、および三角間ローションには、CuSO _4が含まれていました。溶液は目の感染症の収斂剤として使用されました。時々、結晶は火傷や潰瘍に直接適用されました。

この化合物の過剰が誘発する可能性がある毒性のために、これらすべての用途はもはや実施されていません。

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