硫酸銅五水和物は、元素銅(Cu)、硫黄(S)、酸素(O)と水(Hからなる無機化合物である2 O)。銅(II)(Cu 2+)と硫酸(SO 4 2-)イオンが含まれています。その化学式はCuSO 4• 5H 2 Oです。
自然界では、カルカルサイトまたはカルカンタイト(カルクレースまたはカルクラスとも呼ばれる)を形成することがわかっています。青い結晶の固体です。
硫酸銅五水和物CuSO 4• 5H 2 Oの結晶。著者:raberraschungsbilder。出典:ウィキメディア・コモンズ。
反芻動物、豚、家禽などの一部の動物の栄養補助食品として使用されます。農業では、農薬として機能します。鉱業活動では、他の金属を回収することができます。
青色を基調とするため、生地や金属の着色に使用されます。これは、金属繊維をセルロース繊維上に堆積させて導電性布地を得るために使用されてきました。また、さまざまな用途で、銅とその酸化物のナノ粒子の調製にも使用されます。
高濃度では動物相や植物相に毒性を示す可能性があるため、ラグーンや自然の池などの水生環境から害虫(動物または植物)を排除するために使用されることがあります。
構造
この化合物は、酸化状態+2の銅元素と硫酸アニオンによって形成されます。後者は、原子価+6の硫黄原子と、それぞれ原子価-2の4つの酸素原子で囲まれています。このように、硫酸イオンは2つの負の電荷を持っています。
また、その構造には5つの水分子があります。次の図では、さまざまな原子が結晶内でどのように配置されているかを確認できます。
CuSO 4の構造• 5H 2 O著者:スモークフット。出典:ウィキメディア・コモンズ。
Cu 2+(オレンジ色の球)は、H 2 Oの4つの分子(酸素=赤、水素=白)とSO 4 2-の 2つの酸素原子(硫黄=黄色)と同時に調整されます。図では、H 2 O 分子の1つは明らかに自由ですが、結晶構造の一部です。
命名法
カルカンタイト鉱物CuSO 4• 5H 2 O著者:Archaeodontosaurus。出典:ウィキメディア・コモンズ。
- 硫酸銅五水和物
- 銅(II)硫酸塩五水和物
- ブルージャック
- ブルーストーン(イングリッシュブルーストーンから)
- カルカンタイト、カルカンタイト、カルクレースまたはカルクレース
プロパティ
体調
青色の結晶性固体。
分子量
249.686 g / mol
融点
110 reachingCに達すると、分解します。
密度
2,286 g / cm 3
溶解度
水に可溶:25°Cで22.0 g / 100 gの水 メタノール(CH 3 OH)に可溶。エタノール(CH 3 CH 2 OH)にわずかに溶ける。
化学的特性
この化合物は、水と接触すると溶解し、Cu 2+およびSO 4 2-イオンを形成します。硫酸が水中に存在する場合、水への溶解度は著しく低下します。
H 2 SO 4はSO 4 2-イオンを提供し、その存在は「共通イオン」効果を生成します。これは、このイオンが硫酸銅五水和物に存在するためです。解散は次のように表現できます。
CuSO 4• 5H 2 O(固体)+水⇔Cu 2+ + SO 4 2- +水
したがって、硫酸のSO 4 2-がすでに溶液に存在している場合、平衡は左に移動します。つまり、固体の形成方向に移動し、溶解度が低下します。
入手
硫酸銅五水和物を得る方法の1つは、制御された温度でミネラルマラカイトを硫酸水溶液(H 2 SO 4)に溶解することです。マラカイトには、鉄などの他の不純物とともにCu 2(OH)2 CO 3が含まれています。
不純な銅(II)溶液を過酸化水素(H 2 O 2)で処理して、鉄(II)(Fe 2+)の不純物を確実に鉄(III)(Fe 3+)に変換します。後者は、水酸化ナトリウム(NaOH)を使用して水酸化第二鉄(Fe(OH)3)の形で沈殿します。
沈殿とは、不溶性固体の粒子が溶液中で形成され、それを含む容器の底に落ちることを意味します。
CuSO 4• 5H 2 Oの濃縮溶液の外観著者:PublicDomainPictures。出典:Pixabay。
得られた混合物を固体のFe(OH)を除去するために濾過される3、残りの液体は、エタノール(Cで処理して2 H 5 OH)、メタノール(CH 3全てのCu析出さOH)又は硫酸2+イオンとしてCuSO 4• 5H 2 O
たとえばエタノールを添加すると、利用できる水が少なくなるため、Cu 2+とSO 4 2-のイオンが溶解し、互いに結合する傾向があります。それは脱水機として機能します。エタノールを多く加えるほど、固形物が多くなります。
沈殿した固体は精製のために再結晶化することができます。これを行うには、80〜90°Cの温度で水に溶解し、溶液を25〜30°Cに冷却します。五水和物化合物は再沈殿し、不純物は溶液中に残ります。
用途
幅広い商業的用途があります。
農業では、殺虫剤、殺虫剤、除草剤、殺菌剤、殺菌剤、土壌添加物として機能します。獣医療法では、駆虫剤、殺菌剤、催吐剤(嘔吐を引き起こす)として使用されます。
染料や着色剤の青または緑の顔料として、また布地や金属の着色の媒染剤として使用されます。また、写真印刷用トナーとして、またネガを強化するための試薬として。
亜鉛や鉛を回収するための浮選試薬として鉱業で使用されます。それは他の銅化合物を生産するために使用され、革のなめしや木材の保護に使用されます。
動物飼料
この化合物は、特に離乳後の段階で、成長促進剤としてブタの食餌に非常に少量使用されます。それがこの効果をもたらすメカニズムはまだ不明です。
一部の研究者は、それが動物の腸内の病原性または有害な細菌の数を減らし、結果としてそれらの成長を促進すると主張しています。
CuSO 4• 5H 2 Oを使用すると、離乳した子豚の発育を促進できます。著者:メイベルアンバー。出典:Pixabay。
他の学者は、それがこれらの動物の腸の健康を改善することを示していますが、銅の静脈内注射もそれらの成長を改善することをいくつかの研究は示しています。
それは家禽でも同じ目的で使用されており、反芻動物の銅欠乏症でも使用されてきました。
ナノ粒子の合成において
硫酸銅五水和物は、銅と酸化銅(I)の混合ナノ粒子(Cu / Cu 2 O)を得るために使用されています。
ナノ粒子は、電子顕微鏡でしか見ることができない非常に小さな構造です。
ナノ粒子状のCu / Cu 2 O 粉末は、化学反応の触媒作用または加速、半導体、抗菌材料などの用途で使用されます。
害虫駆除に関する研究
CuSO 4• 5H 2 Oは、Pomacea canaliculata種のカタツムリに対する毒性を評価する実験で使用されています。
これらは、南アメリカの熱帯地域に自生する軟体動物で、沼やラグーンから湖や川に至るまで、さまざまなタイプの生態系に生息しています。
それらは、住血吸虫症(ビルハルツ病を引き起こす吸虫)などのいくつかの宿主ヒト寄生虫のために研究されています。カタツムリは洪水地域の農作物にも有害である可能性があります。
カタツムリの殻Pomacea canaliculata。H.ツェル/ CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)。出典:ウィキメディア・コモンズ。
カタツムリが水生植物に付着させた卵。これらのカタツムリは、CuSO 4• 5H 2 Oで防除できる害虫である場合があります。出典:ウィキメディア・コモンズ。
レビューされた研究によると、硫酸銅五水和物の水溶液はこれらのカタツムリに非常に有毒であるため、この化合物を使用して、寄生された領域から軟体動物を排除することができます。
ある研究によると、これはカタツムリが銅イオンを必要としないためです。そのため、このイオンと接触するだけで、動物が死亡する可能性があります。
導電性ファブリック
この化合物は、統合された電気センサーを備えた繊維材料を得るために使用されています。このタイプのファブリックは、蓄電デバイス、圧力センサー、光検出器、発光スクリーンで使用されています。
導電性生地を得るには、「リヨセル」と呼ばれる半合成のセルロース繊維を金属銅でコーティングします。コーティングは、CuSO4•5H2Oと他の補助化学化合物の溶液から開始して、無電解で行われます。
リヨセル繊維。このタイプの布は、銅メッキテストで使用されました。Dobrozhinetsky / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)。出典:ウィキメディア・コモンズ。
このようにして得られた布は、高い導電性を維持しながら、変形または伸張条件下でも電気信号を伝達できます。
環境への影響
前述のように、CuSO 4• 5H 2 Oは、水に溶解すると銅(II)イオンを生成します。
銅は低濃度では生物の細胞活動に不可欠ですが、高濃度では毒性があり、死に至ることさえあります。
したがって、環境内の前記イオンの存在は動植物のリスクを構成します。水生生態系では、生物や食物連鎖に生物蓄積し、被害を引き起こす可能性があります。
CuSO 4• 5H 2 Oは水生環境に有害である可能性があります。著者:JamesDeMers。出典:Pixabay。
実際、特定の経験では、硫酸銅五水和物による水生環境の汚染により、特定の水生植物のバイオマスが減少することがわかっています。
これは、高濃度のこの塩の存在下では、植物の成長が遅くなることを意味します。
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