Struttura pentaidrata di rame solfato, proprietà, usi

Lui Solfato di rame pentaidrato È un composto inorganico formato da rame (Cu), zolfo (S), ossigeno (O) e acqua (H₂O). Contiene ioni di rame (II) (Cu²⁺) e solfato (così₄^2-). La sua formula chimica è Cuso_{4 •}5h₂O.

In natura sta formando la chalcantita o il minerale di calcolo, chiamato anche chalclasa o calclasa. È un solido cristallino blu.

Rame solfato cuso solfato di rame_{4 •}5h₂O. Autore: überraschungsbilder. Fonte: Wikimedia Commons.

È usato come complemento nutrizionale ad alcuni animali come ruminanti, maiali e pollame. In agricoltura funge da pesticida. Nelle attività minerarie consente di recuperare altri metalli.

Per la sua tonalità blu serve per la colorazione di tessuti e metalli. È stato utilizzato per depositare rame metallico sulle fibre di cellulosa per ottenere tessuti conduttivi elettrici. Viene anche utilizzato per preparare nanoparticelle di rame e ossidi, con una varietà di applicazioni.

In alte concentrazioni può essere tossico per la fauna e la flora, quindi a volte viene utilizzato per eliminare i parassiti (animali o le piante) di ambienti acquatici come lagune e stagni naturali.

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Struttura

Questo composto è formato dall'elemento di rame nel suo stato di ossidazione +2 e l'anione solfato. Quest'ultimo ha un atomo di zolfo con Valencia +6 circondato da quattro atomi di ossigeno, ciascuno con Valencia -2. In questo modo lo ione solfato ha due cariche negative.

Ha anche 5 molecole d'acqua nella sua struttura. Nella figura seguente puoi vedere il modo in cui sono disposti i vari atomi nel vetro.

Struttura CUO_{4 •}5h₂O. Autore: Smokefoot. Fonte: Wikimedia Commons.

Il cu²⁺ (sfere arancioni) è contemporaneamente coordinato con 4 molecole₂O (ossigeno = rosso; idrogeno = bianco) e con 2 atomi di ossigeno del SOS₄^2- (zolfo = giallo). Nella figura una delle molecole H₂O È in apparente libertà ma fa parte della struttura cristallina.

Nomenclatura

Minerale da Chalcantita Cuso_{4 •}5h₂O. Autore: Archaeodontosaurus. Fonte: Wikimedia Commons.

• Solfato di rame pentaidrato
• Pentaidrato di rame (ii) pentaidrato
• Bluejack
• Pietra blu (inglese Pietra blu)
• Chalcantita, Callantita, Chalclasa o Calclasa

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino blu.

Peso molecolare

249.686 g/mol

Punto di fusione

Al raggiungimento di 110 ºC si rompe.

Densità

2.286 g/cm³

Solubilità

Acqua Solubile: 22,0 g/100 g di acqua a 25 ° C. Metanolo solubile (scegli₃OH). Leggermente solubile in etanolo (scegli₃Cap₂OH).

Proprietà chimiche

Questo composto quando si entra in contatto con l'acqua viene disciolto formando gli ioni Cu²⁺ E così₄^2-. La sua solubilità in acqua diminuisce significativamente se l'acido solforico è presente in acqua.

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Il h₂SW₄ Fornisce così ioni₄^2- E la sua presenza genera l'effetto di "ione comune", poiché questo ione è presente nel solfato di rame pentaidrato. La dissoluzione può essere espressa come segue:

Cuso_{4 •}5h₂O (solido) + acqua ⇔ cu²⁺ + SW₄^2- + acqua

Pertanto, se il SO è già presente in soluzione₄^2- di acido solforico, l'equilibrio si sposta a sinistra, cioè verso la formazione del solido e quindi la solubilità diminuisce.

Ottenimento

Uno dei modi per ottenere il solfato di rame pentaidrato è dissolvere il minerale di malachite in soluzione acquosa di acido solforico (H₂SW₄) a temperatura controllata. La Malquita contiene Cu₂(OH)₂Co₃ Con altre impurità, come il ferro.

La soluzione impura del rame (II) è trattata con perossido di idrogeno (H₂O₂) per garantire che le impurità di ferro (ii) (fede²⁺) diventare ferro (iii) (fede³⁺). Quest'ultimo è realizzato sotto forma di idrossido ferrico (Faith (OH)₃) usando idrossido di sodio (NaOH).

Precipitato significa che le particelle di un solido insolubile sono formate nella soluzione, che cade sul fondo del contenitore che lo contiene.

Aspetto di una soluzione CUSO concentrata_{4 •}5h₂O. Autore: partecipazioni di dominio pubblico. Fonte: Pixabay.

La miscela risultante viene filtrata per rimuovere il solido della fede (OH)₃ E il liquido rimanente viene trattato con etanolo (c₂H₅Oh), metanolo (scegli₃OH) o acido solforico per precipitare tutti gli ioni Cu²⁺ CUO_{4 •}5h₂O.

Quando si aggiunge, ad esempio etanolo, c'è meno acqua disponibile per gli ioni²⁺ E così₄^2- sono in soluzione e tendono a unirsi. Agisce come disidratazione. Più etanolo viene aggiunto più solido.

Il solido precipitato può essere ricristato per purificarlo. Per fare ciò, si dissolve in acqua a una temperatura di 80-90 ° C e quindi la soluzione si raffredda a 25-30 ° C. Il composto pentaidrato si precipita di nuovo e le impurità rimangono in soluzione.

Applicazioni

Ha un ampio intervallo di applicazioni commerciali.

Nell'area dell'agricoltura funge da pesticida, insetticida, erbicida, fungicida, germicida e additivo del suolo. Nelle terapie veterinarie è usato come antielmintico, fungicida ed emético (per causare vomito).

È usato come pigmento blu o verde in coloranti e coloranti, come mordente nel colore di tessuti e metalli. Anche come toner di impressione nelle fotografie e come reagente per intensificare i negativi.

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È usato nelle attività minerarie come reagente di flottazione per lo zinco e il recupero del piombo. Serve a produrre altri composti in rame, viene utilizzato nell'abbronzatura.

Nel cibo per gli animali

Questo composto è usato nella dieta dei suini in quantità molto piccole come promotore della crescita, specialmente nella fase posteriore. Il meccanismo con cui ha questo effetto è ancora sconosciuto.

Alcuni ricercatori affermano che riduce la popolazione di batteri patogeni o dannosi nell'intestino degli animali e di conseguenza favorisce la loro crescita.

Con il cuso_{4 •}5h₂O Puoi favorire lo sviluppo di maiali svezzati. Autore: Mabelamber. Fonte: Pixabay.

Altri studiosi indicano che migliora la salute dell'intestino di questi animali, ma alcune indagini indicano che anche l'iniezione di rame endovenosa migliora la sua crescita.

È stato anche usato per lo stesso scopo nel pollame ed è stato utilizzato nella carenza di rame dei ruminanti.

Nella sintesi di nanoparticelle

Il solfato di rame pentaidrato è stato utilizzato per ottenere nanoparticelle di rame miste e ossido di rame (I) (Cu/Cu₂O).

Le nanoparticelle sono strutture estremamente piccole che possono essere viste solo attraverso un microscopio elettronico.

Polvere di cu/cu₂O sotto forma di nanoparticelle che ha utilizzato nella catalisi o nell'accelerazione delle reazioni chimiche, nei semiconduttori e nei materiali antimicrobici, tra le altre applicazioni.

Negli studi per il controllo dei parassiti

Il cuso_{4 •}5h₂Oppure è stato usato nelle esperienze per valutare la sua tossicità nei confronti delle lumache della specie Pomacea Canaliculata.

Questi sono molluschi nativi delle regioni tropicali del Sud America che abitano vari tipi di ecosistemi, da paludi e lagune a laghi e fiumi.

Sono studiati perché alcuni parassiti umani ospitano come il Schistosoma mansoni (Timatodo che produce la malattia di Bilharzia). I caracoli possono anche essere dannosi per le colture agricole delle regioni allagate.

Caparazones de los Caracoles Pomacea Canaliculata. H. Zell/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons. Uova depositate dalle lumache in una pianta acquatica. Queste lumache a volte costituiscono una piaga che può essere controllata con il CUSO_{4 •}5h₂O. Shan LV, National Institute of Parasitic Diseases/CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.5). Fonte: Wikimedia Commons.

Secondo gli studi esaminati, le soluzioni acquose di solfato di rame pentaidrato sono estremamente tossiche per queste lumache, quindi questo composto può essere usato per eliminare il mollusk da aree infestate.

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Secondo alcune indagini, ciò è dovuto al fatto che la lumaca non ha bisogno dello ione di rame, quindi solo il contatto con questo ione sarebbe sufficiente per la morte dell'animale.

In tessuti conduttivi elettrici

Questo composto è stato utilizzato per ottenere materiali tessili con sensori di elettricità integrati. Questo tipo di tessuto ha un'applicazione in dispositivi di conservazione dell'elettricità, sensori di pressione, fotodettore e schermi di emissione di luce.

Per ottenere tessuti conduttivi elettrici, una fibra metallica di cellulosa di cellulosa intrecciata chiamata "Lyocell" è coperta da rame metallico. Il rivestimento viene eseguito in modo non elettrolitico basato su una soluzione di CUSO4 • 5H2O e altri composti chimici ausiliari.

Fibra di lyocell. Questo tipo di tessuto è stato utilizzato nei test di rivestimento in rame. Dobrozhinetsky/cc BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Il tessuto ottenuto in questo modo può trasferire un segnale elettrico anche in condizioni di deformazione o allungamento mantenendo l'alta conducibilità.

Effetti sull'ambiente

Come spiegato sopra il cuso_{4 •}5h₂O quando si dissolve in acqua genera lo ione di rame (II).

Sebbene il rame sia essenziale in basse concentrazioni per le attività cellulari degli organismi viventi, ad alte concentrazioni può essere tossico e persino causare la morte.

Pertanto, la presenza di questo ione nell'ambiente costituisce un rischio per animali e piante. Negli ecosistemi acquatici può essere bioacumulato negli esseri viventi e nella catena alimentare, causando danni.

Il cuso_{4 •}5h₂O Può essere dannoso per gli ambienti acquatici. Autore: Jamesdemers. Fonte: Pixabay.

In effetti, in alcune esperienze è stato scoperto che la contaminazione degli ambienti acquatici con solfato di rame pentaidrato provoca che la biomassa di alcune piante acquatiche diminuisce.

Il che significa che le piante crescono meno in presenza di questo sale ad alte concentrazioni.

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