Réz(II)-szulfát

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. július 2-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 17 szerkesztést igényelnek .
Réz-szulfát (II).
Tábornok
Szisztematikus
név
Réz-szulfát (II).
Hagyományos nevek pentahidrát: "réz-szulfát"
Chem. képlet CuSO4 _ _ _
Patkány. képlet CuSO4_ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot kristályos
Moláris tömeg 159,609 (szulfát) 249,685 (pentahidrát) g/ mol
Sűrűség 3,64 g/cm³
Keménység 2,5 [1]
Termikus tulajdonságok
Hőfok
 • bomlás 650 °C felett
Kémiai tulajdonságok
Sav disszociációs állandó 5⋅10 −3
Szerkezet
Koordinációs geometria Oktaéder
Kristályos szerkezet anz. —
rombuszpentahidrát — triklinikus pinakoid
trihidrát — monoklin
Osztályozás
Reg. CAS szám 7758-98-7
PubChem
Reg. EINECS szám 231-847-6
MOSOLYOK   [O-]S(=O)(=O)[O-].[Cu+2]
InChI   InChI=1S/Cu.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L
RTECS GL8800000
CHEBI 23414
ChemSpider
Biztonság
Korlátozza a koncentrációt levegőben: mr 0,009, ss 0,004; vízben: 0,001
LD 50

patkányok, szájon át [2] [3] : 300 mg/kg

egerek, szájon át: 87 mg/kg
Toxicitás Mérsékelten mérgező, irritáló , veszélyes a környezetre
EKB ikonok
NFPA 704 NFPA 704 négyszínű gyémánt 0 2 egy
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A réz( II)-szulfát ( réz(II)-szulfát, a kristályos hidrát hagyományos neve réz-szulfát ) egy szervetlen vegyület , a kénsav rézsója , amelynek képlete Cu S O 4 .

Nem illékony anyag, szagtalan. Vízmentes formában fehér por, nagyon higroszkópos . Kristályos hidrátok formájában - átlátszó, nem higroszkópos kristályok a kék különböző árnyalataiban. A levegőben fokozatosan eltűnnek (elveszítik a kristályvizet). Keserű fémes fanyar íze van.

A réz(II)-szulfát jól oldódik vízben. Vizes oldatokból kristályosodik kék pentahidrát CuSO 4 5H 2 O ( réz-szulfát ) formájában. A réz-szulfát toxicitása a melegvérű állatok számára viszonylag alacsony, ugyanakkor erősen mérgező a halakra.

Fertőtlenítő , fertőtlenítő , összehúzó tulajdonságokkal rendelkezik . Az orvostudományban, a növénytermesztésben fertőtlenítő, gombaölő vagy réz-kén műtrágyaként használják .

A természetben lenni

A természetben kalkantit (CuSO 4 5H 2 O), kalkocianit (CuSO 4 ), bonatit (CuSO 4 3H 2 O), butit (CuSO 4 7H 2 O) és néhány más ásvány részeként fordul elő [4 ] .

Getting

Az iparban

Az iparban a szennyezett réz(II)-szulfátot úgy állítják elő, hogy a rezet és a rézhulladékot híg kénsavban H 2 SO 4 -ben oldják, miközben az oldatot levegővel fújják át:

réz(II) -oxid CuO H 2 SO 4 -ben való feloldásával :

réz-szulfidok szulfatizáló pörkölése és a réz elektrolitikus finomításának mellékterméke.

Laboratóriumi körülmények között

Laboratóriumban a CuSO 4 tömény kénsav réz hatására melegítés közben nyerhető:

a hőmérséklet nem haladhatja meg a 60 °C-ot, magasabb hőmérsékleten jelentős mennyiségben képződik melléktermék - réz(I)-szulfid :

Laboratóriumi körülmények között réz(II)-szulfát is előállítható a réz(II)-hidroxid kénsavval történő semlegesítésével, hogy nagy tisztaságú réz-szulfátot kapjunk, illetve tiszta reagenseket használunk:

A tiszta réz-szulfát a következőképpen állítható elő. Öntsön 120 ml desztillált vizet egy porcelánpohárba, adjon hozzá 46 ml vegytiszta , 1,8 g/cm 3 sűrűségű kénsavat, és tegye 40 g tiszta réz (például elektrolitikus) keverékébe. Ezután 70-80 °C-ra melegítjük, és ezen a hőmérsékleten egy órán keresztül fokozatosan, 1 ml-es részletekben adjunk hozzá 11 ml tömény salétromsavat . Ha a réz kristályos lesz, adjunk hozzá 10-20 ml vizet. Amikor a reakció véget ért (a gázbuborékok fejlődése leáll), a rézmaradványokat eltávolítjuk, és az oldatot addig pároljuk, amíg kristályok nem jelennek meg a film felületén, és hagyjuk lehűlni. A kivált kristályokat desztillált vízből 2-3 alkalommal kell átkristályosítani és szárítani [5] .

Tisztítás

A szennyezett vagy technikai réz-szulfát tisztítása átkristályosítással lehetséges  - az anyagot forrásban lévő desztillált vízben oldjuk, amíg az oldat telítődik, majd körülbelül +5 ° C-ra hűtjük. A képződött kristályos csapadékot kiszűrjük. Azonban még a többszöri átkristályosítás sem teszi lehetővé a vasvegyületek szennyeződéseinek megszabadulását, amelyek a réz-szulfát leggyakoribb szennyeződései.

A teljes tisztítás érdekében a réz-szulfátot ólom-dioxiddal PbO 2 vagy bárium-peroxiddal BaO 2 forraljuk addig, amíg az oldat szűrt mintája vasmentességet mutat. Ezután az oldatot szűrjük és bepároljuk, amíg a felületén kristályfilm nem jelenik meg, majd lehűtjük a kristályosodáshoz [5] .

N. Shoorl szerint a réz-szulfát a következőképpen tisztítható: adjunk hozzá kis mennyiségű hidrogén-peroxidot H 2 O 2 és nátrium-hidroxidot NaOH forró CuSO 4 oldathoz , forraljuk fel és szűrjük a csapadékot. A szűrletből kivált kristályokat kétszer átkristályosítjuk. A kapott anyag tisztasága nem alacsonyabb, mint a „kémiailag tiszta” [5] minősítés .

Mélytisztítás

Létezik egy bonyolultabb tisztítási módszer, amely lehetővé teszi nagy tisztaságú réz-szulfát előállítását , körülbelül 2 10-4  % szennyeződéstartalommal.

Ehhez 20 °C-on telített vizes réz-szulfát oldatot készítünk (csak kétszer desztillált vizet használunk ). 1 literenként 2-3 ml 30%-os oldatban hidrogén-peroxidot adunk hozzá , kevert, frissen kicsapott bázikus réz -karbonátot 3-5 gramm mennyiségben, melegítjük és 10 percig forraljuk, hogy a H elbomlik. 2 O 2 .

Ezután az oldatot 30-35 °C-ra hűtjük, szűrjük és 15 ml 3%-os nátrium-dietil-ditiokarbamát- oldatot adunk hozzá , és három-négy órán át keverőben tartjuk anélkül, hogy a hőmérsékletet csökkentenék. Ezután az oldatot gyorsan leszűrjük a komplexek nagy pelyheiből, és keverés közben fél órán át BAU-A aktív szenet adunk hozzá. Az oldatot ezután vákuumban kell szűrni .

Ezután körülbelül 200 ml telített , „Ch” minősítésű NaCl -oldatot öntünk a CuSO 4 -oldatba 1 literenként, és tiszta alumíniumot adunk hozzá drótban vagy nyesedékben, amíg a reakció befejeződik, réz szabadul fel és az oldat átlátszóvá válik ( hidrogén kiadják ). Az izolált rezet rázatással elválasztják az alumíniumtól, a csapadékot dekantálással mossák, először vízzel, majd forró , kémiai tisztaságú, 5-10%-os sósavoldattal öntik egy órán át rázással és állandó melegítéssel 70-80 °C-ra. C-on, majd vízzel mossuk és 10-15%-os kénsavval (OSCh 20-4) öntjük egy órán át, azonos hőmérsékleti tartományon melegítve. A további termékek tisztasága a savakkal végzett mosás mértékétől és alaposságától, valamint a további felhasznált reagensek minősítésétől függ.

Savas mosás után a rezet ismét vízzel mossuk, és hidrogén-peroxid (OSCh 15-3) hozzáadásával nagy felesleg nélkül feloldjuk 15-20%-os kénsavban (OSCh 20-4). A reakció után a keletkezett savas réz-szulfát oldatot forraljuk, hogy a felesleges peroxidot lebontsuk, és addig semlegesítjük, amíg a kezdetben kivált csapadék teljesen fel nem oldódik desztillált 25%-os ammóniaoldattal (OSCH 25-5) vagy ammónium-karbonát- oldat hozzáadásával , majd a tisztítószerrel tisztítjuk. komplex adszorpciós módszer extratiszta.

Egy napos állás után az oldatot lassan leszűrjük. Kénsavat (OSCH) adunk a szűrlethez, amíg a kékes-zöld csapadék teljesen ki nem válik, és addig tartjuk, amíg az eldurvul és zöld bázisú réz-szulfáttá nem válik . A zöld csapadékot állni hagyjuk tömörödésig, és vízzel alaposan mossuk, amíg az oldható szennyeződéseket teljesen eltávolítjuk. Ezután a csapadékot kénsavban oldjuk, szűrjük, pH=2,5-3,0 értékre állítjuk be, és gyors hűtéssel kétszer átkristályosítjuk, az oldatot hűtés közben minden alkalommal keverjük, hogy kisebb réz-szulfát kristályokat kapjunk. A kivált kristályokat átvisszük egy Büchner-tölcsérbe , és a maradék anyalúgot vízsugárszivattyúval eltávolítjuk . A harmadik kristályosítást az oldat savanyítása nélkül hajtjuk végre, így valamivel nagyobb és formás kristályokat kapunk [6] .

Fizikai tulajdonságok

Vízben való oldhatóság különböző hőmérsékleteken [7]
Hőmérséklet,
°C
Oldhatóság
% % g-ban
100 g vízben
0 12.9 20.2 23.3
tizenöt 16.2 25.3 30.2
25 18.7 29.2 34.9
harminc 20.3 31.6 39.9
40 22.8 35.5 46.2
ötven 25.1 39.2 52.6
60 28.1 43.8 61.1
70 31.4 49,0 71.6
80 34.9 54.4 83.8
90 38.9 60,0 98.2
100 42.4 66,0 115,0

Réz(II)-szulfát-pentahidrát (réz-szulfát) - a triklini rendszer kék átlátszó kristályai. Sűrűsége 2,284 g/ cm3 . 110 °C-on 4 vízmolekula válik le, 150 °C-on pedig teljes kiszáradás következik be [8] .

Vízben való oldhatóság

A réz(II)-szulfát vízben való oldhatóságát különböző hőmérsékleteken a táblázat tartalmazza.

A kristályos hidrát szerkezete

A réz-szulfát szerkezete az ábrán látható. Mint látható, a tengelyek mentén két SO 4 2− anion és négy vízmolekula (a síkban) koordinálódik a rézion körül, az ötödik vízmolekula pedig hidak szerepét tölti be, amelyek hidrogénkötések segítségével egyesítik a vízmolekulákat a sík és a szulfátcsoport.

Hőhatás

Hevítéskor a pentahidrát egymás után két vízmolekulát hasít le, és a CuSO 4 3H 2 O trihidrátba kerül (ez a folyamat, az időjárás , lassan megy végbe alacsonyabb hőmérsékleten [beleértve a 20-25 °C-ot is]), majd a monohidráttá (110 °C-on) °C) CuSO 4 H 2 O, és 258 °C felett vízmentes só képződik.

650 °C felett a vízmentes szulfát pirolízise a reakciónak megfelelően intenzívvé válik:

A vízmentes réz(II)-szulfát hidratációs reakciója exoterm , és jelentős hőleadással megy végbe (79 kJ/mol).

Kémiai tulajdonságok

Elektrolitikus disszociáció

Mint minden só, amelyet egy gyenge bázis és egy erős sav ionjai képeznek, a réz(II)-szulfát hidrolizál ( a hidrolízis mértéke 0,01 M oldatban 15 °C-on 0,05%), és savas környezetet eredményez ( a megadott pH-értéke). megoldása a 4.2) . A disszociációs állandó 5⋅10 −3 .

A CuSO 4  egy vízben jól oldódó só és erős elektrolit, oldatokban a réz(II)-szulfát egy lépésben disszociál:

Szubsztitúciós reakció

A szubsztitúciós reakció réz-szulfát vizes oldataiban lehetséges a réznél aktívabb fémek felhasználásával, a fémek elektrokémiai feszültségsorában a réztől balra:

Reakció oldható bázisokkal (lúgokkal)

A réz(II)-szulfát lúgokkal reagálva kék színű réz(II)-hidroxid csapadékot képez [9] :

Redukált ionos egyenlet ( Berthollet-szabály )

Cserélje ki a reakciót más sókkal

A réz-szulfát a Cu 2+ és SO 4 2- ionok kicserélődési reakcióiban is részt vesz :

Oxidáló tulajdonságok

A réz-szulfát a HI -t , a jodidokat és hevítéskor a HBr -t és a bromidokat szabad halogénné oxidálja . Megvilágításkor hidrogén-jodid és jodidok fémes rézré redukálják , mivel a képződött réz(I)-jodid a fény hatására lebomlik. Száraz réz-szulfát és nátrium-bromid keveréke a réz(II)-bromid képződése miatt , amely száraz állapotban +500 °C feletti hőmérsékleten lebomlik, nedvesség jelenlétében pedig bomlási hőmérséklete 115-140 °C-ra csökken. :

Vegyes

Az alkálifémek és az ammónium szulfátjaival komplex sókat képeznek, például: Na 2 [Cu(SO 4 ) 2 ] 6H 2 O.

A Cu 2+ ion zöldre színezi a lángot.

Gyártás és alkalmazás

A réz(II)-szulfát az egyik legfontosabb rézsó. Gyakran szolgál alapanyagként más rézvegyületek előállításához.

A vízmentes réz-szulfát jó szárítószer, és felhasználható az etanol víztelenítésére (abszolutizálására) , gázok (beleértve a levegőt is) dehidratálására, valamint a páratartalom indikátoraként.

Az iskolai oktatásban a réz-szulfát-pentahidrát kristályok termesztésének egyszerűségét és a vízmentes formától való éles különbségüket használják.

A gépészetben fém alkatrészek festésére használják kézi jelölésük előtt.

Az építőiparban a réz-szulfát vizes oldatát használják a szivárgások hatásának semlegesítésére, a rozsdafoltok megszüntetésére, valamint a tégla-, beton- és vakolt felületekről a sóváladék ("kivirágzás") eltávolítására, valamint fertőtlenítő és gombaölő szerként . megakadályozza a fa korhadását .

A mezőgazdaságban a réz-szulfátot antiszeptikus, gombaölő és réz-kén műtrágyaként használják. A fák sebeinek fertőtlenítésére 1% -os oldatot (100 g / 10 l) használnak, amelyet a korábban megtisztított sérült területekre dörzsölnek. A paradicsom és a burgonya késői fertőzése ellen a palántákat 0,2%-os oldattal (20 g/10 l) permetezzük a betegség első jeleinél, valamint a betegség kialakulásának veszélye esetén történő megelőzés céljából (pl. például nedves, párás időben). A talajt réz-szulfát oldattal öntik a fertőtlenítéshez és a kén- és rézhiány pótlásához (5 g/10 l). A réz-szulfátot azonban gyakrabban használják a bordeaux-i folyadék részeként  - a fő réz-szulfát CuSO 4 3Cu (OH) 2 gombás betegségek és a szőlő filoxéra ellen . A réz(II)-szulfát erre a célra a kereskedelemben kapható.

A réz-szulfátos vegyszeres kezelést a tározókban az algavirágzás leküzdésére is alkalmazzák [10] .

Ásványi festékek gyártásához , az orvostudományban, a rézbevonathoz használt elektrolitfürdők egyik összetevőjeként stb., valamint az acetátszálak előállításához használt fonóoldatok részeként is használják .

Az élelmiszeriparban élelmiszer - adalékanyagként regisztrálva E519 . Színrögzítőként és tartósítószerként használják.

A mindennapi életben elárasztás után a mennyezeten lévő rozsdafoltok eltávolítására használják.

A színesfém-hulladék felvásárlási helyein réz-szulfát oldatot használnak a cink , mangán és magnézium kimutatására alumíniumötvözetekben és rozsdamentes acélban . Amikor ezeket a fémeket észlelik, vörös foltok jelennek meg.

Biztonság

Az anyag alacsony toxikus. MPC 500 mg/l [11] [12] . A réz-szulfát halálos dózisa 45 és 125 gramm között van egy felnőtt számára szájon át (lenyelés esetén), a testtömegtől, az egészségi állapottól, a rézfelesleggel szembeni immunitástól és egyéb tényezőktől függően. A mérgezés jelei akkor válnak észrevehetővé, ha egyszeri 0,5 g-ot meghaladó mennyiségű vegyületet fogyasztanak (az úgynevezett toxikus dózis ). LD 50 patkányoknál 300 mg/kg [2] . A réz-szulfát aeroszolok belélegzése által okozott mérgezés képe összetettebb.

Anyagkezelési szabályok

A száraz anyag bőrrel való érintkezése biztonságosnak tekinthető, de le kell mosni. Hasonlóképpen az oldatok és a nedves szilárd anyagok bejutásakor. Ha szembe kerül, alaposan öblítse ki folyó vízzel (gyenge sugár). Ha szilárd vagy koncentrált oldat kerül a gyomor-bél traktusba , az áldozat gyomrát 0,1% -os kálium-permanganát -oldattal kell mosni , sóoldatot kell adni - magnézium-szulfát 1-2 evőkanál, hányni, vízhajtót kell adni. . Ezenkívül egy vízmentes anyag szájba és gyomorba kerülése termikus égési sérüléseket okozhat .

A gyenge réz-szulfát oldatok szájon át bevéve erős hánytatóként hatnak, és néha hányás kiváltására is használják.

A réz-szulfát porral és porral végzett munka során ügyelni kell arra, hogy ne porosodjon le, maszk vagy légzőkészülék használata szükséges, munka után arcmosás szükséges. Az aeroszol belélegzése esetén az akut toxikus dózis 11 mg/kg [13] . Ha a réz-szulfát aeroszol formájában kerül a légutakba, vigye az áldozatot friss levegőre, öblítse ki a száját vízzel és öblítse le az orr szárnyait.

Tárolja az anyagot hűvös, száraz helyen, szorosan lezárt merev műanyag vagy üvegedényben, gyógyszertől, élelmiszertől és állati takarmánytól távol, gyermekektől és állatoktól elzárva.

Higiéniai előírások

MPC a munkaterületen - 1 mg / l (1g / m³) (kétértékű rézionokhoz).

Jegyzetek

  1. Rézvitriol . crystallov.net. Letöltve: 2017. április 26. Az eredetiből archiválva : 2017. május 9..
  2. 1 2 Yershov Yu. A. , Pletneva T. V. Szervetlen vegyületek mérgező hatásának mechanizmusai. - M . : Orvostudomány, 1989. - S. 142.
  3. Cupric sulfate Archivált : 2014. augusztus 12. a Wayback Machine -nál . Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete
  4. Réz-szulfát // Chemical Encyclopedia / Ch. szerk. I. L. Knunyants , N. S. Zefirov . - M .: Szovjet Enciklopédia , 1990. - T. 3. - ISBN 5-85270-008-8 .
  5. 1 2 3 Karyakin Yu. V. Tiszta kémiai reagensek. Útmutató szervetlen készítmények laboratóriumi elkészítéséhez. - 2. kiadás - M. - L. : GHI, 1947. - S. 343. - 577 p.
  6. Polyansky N. A., Kozhevnik S. N. Rézvegyületek tisztítása a szennyeződésektől. Nagy tisztaságú réz-szulfát előállítása // Laboratóriumi munkák gyűjtése. - Norilszk, 1998.
  7. Wasserman I.M. Ásványi sók előállítása . - Kiadás 2. kiadás, átdolgozott. és további .. - Leningrád: Goshimizdat. Leningrád. osztály, 1962. - 439 p.: ill. Val vel. Archiválva 2020. július 26-án a Wayback Machine -nél
  8. Vegyész kézikönyv . - 2. kiadás, átdolgozva. és további - L.-M.: Kémia, 1963. - V. 2. - S. 124-125, 265. - 1168 p. — 20.000 példány. Archiválva : 2012. október 16. a Wayback Machine -nál
  9. Oldhatatlan bázisok előállítása . A DER egységes gyűjteménye. Letöltve: 2017. április 26. Az eredetiből archiválva : 2017. április 26..
  10. Mezőgazdasági vízellátás és öntözés. — Kolos. - M. , 1984.
  11. name= https://docs.cntd.ru_GOST  (hozzáférhetetlen link) 19347-2014 Rézvitriol. Műszaki adatok (módosított kiadás)
  12. name= https://www.safework.ru Archiválva : 2022. március 8. a Wayback Machine -n
  13. Réz -szulfát  . Növényvédőszer-kezelési oktatási program (PMEP) . Cornell Egyetem (1993. december). Letöltve: 2017. április 26. Az eredetiből archiválva : 2019. július 5..