황산구리 (CUSO4) : 구조, 특성, 획득, 용도 - 화학 - 2026

황산구리은 원소 구리 (Cu), 황 (S), 산소 (O)로 이루어지는 무기 화합물이다. 그것의 화학 공식은 CuSO ₄ 입니다. 구리는 산화 상태 +2, 황 +6, 산소의 원자가는 -2입니다.

백색 고체로 환경의 습기에 노출되면 청색 5 수화물 CuSO _{4 •} 5H ₂ O가됩니다. 청색을 가열하여 물을 제거하면 백색 고체가됩니다.

무수 황산구리 (CuSO ₄ ) (결정 구조에 물 없음). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). 출처 : Wikimedia Commons.

수세기 동안 인간과 동물의 상처를 치료하기 위해 항균제로 사용되었습니다. 또한 살균제, 수렴제, 설사 제 및 동물의 장 질환을 제어하는 ​​역할을합니다. 식물에서 항진균제로도 사용됩니다.

그러나 과잉은 인간, 동물 및 식물에 유독 할 수 있기 때문에 일부 사용이 중단되었습니다. 사용할 수있는 농도 범위는 좁고 종에 따라 다릅니다.

화학 반응에서 촉매로 사용되며 용매의 건조제로 사용됩니다. 일부 폴리머의 저항과 유연성을 향상시킬 수 있습니다.

이 화합물의 과도한 양은 식물에 유익한 미생물에 독성이 있기 때문에 토양에 해로울 수 있습니다.

구조

황산구리는 구리 이온 (Cu ²⁺ )과 황산 이온 (SO ₄ ^2- )으로 구성됩니다.

황산구리 (II)의 이온 구조. 저자 : Marilú Stea.

두 전자의 손실로 인해 구리 (II) 이온은 다음과 같은 전자 구조를 갖습니다.

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

불완전한 3d 궤도를 가지고 있음을 알 수 있습니다 (10 개 대신 9 개의 전자를 가짐).

명명법

• 무수 황산구리
• 황산구리 (II)
• 황산구리

속성

몸 상태

결정 형태의 흰색 또는 녹 백색 고체.

분자 무게

159.61g / 몰

녹는 점

560 ° C에서 분해됩니다.

밀도

3.60g / cm ³

용해도

25 ° C에서 물 22g / 100g 에탄올에 불용성.

화학적 특성

30 ° C 이하의 공기 습도에 노출되면 5 수화물 화합물 CuSO _{4 •} 5H ₂ O가됩니다.

그 수용액 은 상기 착색을 생성 하는 hexaacuocopper (II) ²⁺ 이온의 형성으로 인해 파란색 입니다. 이 이온에서 두 개의 물 분자는 다른 네 개보다 금속 원자에서 더 멀리 떨어져 있습니다.

hexaacuocopper (II) ²⁺ 이온의 변형 된 구조 . Benjah-bmm27 / 퍼블릭 도메인. 출처 : Wikimedia Commons.

이것은 이른바 Jahn-Teller 효과 때문입니다.이 유형의 시스템은 Cu ²⁺ 가 d ^9로 끝나는 전자 구조 , 즉 불완전한 궤도 ( d ¹⁰ )입니다.

암모니아 (NH 경우 ₃ ) 첨가 이들 용액에 복합체되는 NH 형성된 ₃ 순차적 물 분자를 변위시킨다. 그들은에서 예를 들어 형성 ²⁺ 에 ²⁺ .

CuSO 경우 ₄ 분해로 가열되고, 이는 구리 산화물의 CuO로 유독 가스와 교대로 발광한다.

구하기

무수 황산구리는 물 분자가 증발 할 때까지 가열함으로써 달성되는 5 수화물 화합물의 총 탈수에 의해 얻을 수있다.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O + 열 → CuSO ₄ + 5 H ₂ O ↑

pentahydrated 화합물은 청색이기 때문에, 결정화의 물이 손실되는 경우, 흰색 무수 CuSO _4가 얻어진다 .

응용

그 용도 중 일부는 5 수화물 화합물의 용도와 중복됩니다. 다른 것들은 무수 물질에 특정한 것입니다.

항균제로서

항균제로 잠재력이 있습니다. 이 화합물의 용액에 담근 거즈를 사용하여 상처 감염을 예방하기 위해 남미 및 중미 문화를 포함하여 수천 년 동안 사용되었습니다.

항균 활성 메커니즘에서 Cu ²⁺ 이온 은 박테리아의 세포 기능에 중요한 효소와 킬레이트를 형성하여 비활성화하는 것으로 추정 됩니다. 또한 하이드 록실 라디칼 OH의 형성을 유도하여 박테리아와 DNA의 막을 손상시킵니다.

CuSO ₄ 는 일부 병원성 박테리아에 대해 작용할 수 있습니다. 저자 : Gerd Altmann. 출처 : Pixabay.

최근에 CuSO _4의 미량 은 석류 추출물 및 일부 유형의 차 식물 주입과 같은 폴리 페놀이 풍부한 천연 제품의 항균 활성을 증가시킬 수 있다고보고되었습니다 .

수의학 응용에서

점막의 방부제 및 수렴 제로 사용되며 결막염 및 외이염 치료에 사용됩니다. 소, 양 및 기타 포유류의 다리가 썩지 않도록 치료 또는 예방 목욕을 수행하는 데 사용됩니다.

CuSO ₄ 수용액 은 소의 발굽을 치료하는 데 사용됩니다. 저자 : Ingrid und Stefan Melichar. 출처 : Pixabay.

그것은 소의 사지, 구내염 궤양 및 이들의 과립 조직에 괴사 성 덩어리에 대한 부식제 역할을합니다. 백선 및 피부의 곰팡이 질병 치료에 살균제로 사용됩니다.

또한 돼지, 개 및 고양이의 구토 (구토를 유도하는 물질)로도 사용됩니다. 송아지의 설사 수렴제로서 가금류의 장모 밀리아 증과 칠면조의 트리코모나스 증을 조절합니다.

동물 사료의 보충제로

황산구리는 소, 돼지 및 가금류에게 매우 소량의 보충제로 사용되었습니다. 반추 동물의 구리 결핍을 치료하는 데 사용됩니다. 돼지와 가금류의 경우 성장 촉진제로 사용됩니다.

구리는 포유류 헤모글로빈 생합성, 심혈관 구조, 뼈 콜라겐 합성, 효소 시스템 및 번식에 필수적인 것으로 확인되었습니다.

이전 섹션에서 언급했듯이 질병 관리 약물로도 투여 할 수 있습니다. 그러나 보충제 및 / 또는 약물 수준은 면밀히 모니터링해야합니다.

가금류와 계란은 식단에서 과도한 황산구리의 영향을받을 수 있습니다. 저자 : Pexels. 출처 : Pixabay.

각 종에 따라 일정량에서 성장 감소, 식욕 및 체중 감소, 특정 장기 손상 및 동물의 죽음까지 발생할 수 있습니다.

예를 들어, 닭의 경우 0.2 % 이상을 보충하면 그에 따른 체중 감소, 계란 생산 감소 및 껍질 두께와 함께 음식 섭취량이 감소합니다.

농업 분야에서

유기 생산 시스템에서는 합성 살균제를 사용할 수 없으며 황산구리와 같은 구리 및 황을 기반으로 한 제품 만 허용됩니다.

예를 들어, Venturia inaequalis와 같은 사과 식물을 공격하는 특정 곰팡이는이 화합물로 죽습니다. Cu ²⁺ 이온은 곰팡이 포자로 들어가서 단백질을 변성시키고 다양한 효소를 차단할 수 있다고 생각됩니다 .

황산구리는 사과를 공격하는 일부 곰팡이와 싸우는 데 사용됩니다. Algirdas at lt.wikipedia / Public domain. 출처 : Wikimedia Commons.

식물에서 구리의 중요성

구리 원소는 광합성, 호흡 및 항산화 제에 대한 방어와 같은 식물의 생리적 과정에서 중요합니다. 이 원소의 결핍과 과잉은 분자와 구조에 유해한 활성 산소 종을 생성합니다.

최적의 식물 성장과 발달을위한 구리 농도 범위는 매우 좁습니다.

농업에 대한 부작용

이 제품을 농업 활동에 과도하게 사용하면 식물 독성이 있고 과일의 조기 발육을 유발하고 색이 변할 수 있습니다.

또한 구리는 토양에 축적되어 미생물과 지렁이에게 유독합니다. 이것은 유기 농업의 개념과 충돌합니다.

CuSO ₄ 는 유기 농업에 사용 되지만 지렁이에 해로울 수 있습니다. 저자 : Patricia Maine Degrave. 출처 : Pixabay.

화학 반응의 촉매 작용

무수 CuSO ₄ 는 유기 카르 보닐 화합물과 디올 또는 그 에폭 사이드와의 다양한 반응을위한 촉매 역할을하여 디옥 솔란 또는 아세토 나이드를 형성합니다. 이 화합물 덕분에 온화한 조건에서 반응을 수행 할 수 있습니다.

반응 용매의 예되는 무수 CuSO ₄ 촉매로서 작용한다. 저자 : Marilú Stea.

또한 촉매 작용으로 2 차, 3 차, 벤질 및 알릴 알코올을 해당 올레핀으로 탈수시킬 수 있다고보고되었습니다. 반응은 매우 간단하게 수행됩니다.

순수한 알콜은 함께 가열 무수 CuSO ₄ 0.5 ~ 1.5 시간의 시간 동안 100-160 ℃의 온도. 이는 알코올의 탈수를 초래하고 올레핀은 반응 혼합물로부터 순수하게 증류된다.

무수 황산구리 (II)에 의한 알코올의 탈수. 저자 : Marilú Stea.

탈수제로서

이 화합물은 화학 실험실에서 건조제로 사용됩니다. 용매와 같은 유기 액체를 탈수시키는 데 사용됩니다. 물을 흡수하여 5 수화물 화합물 CuSO _{4 •} 5H ₂ O를 형성합니다 .

백색 무수 CuSO ₄ 가 물을 흡수하면 청색 5 수화물 화합물 CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)로 전환됩니다. 출처 : Wikimedia Commons.

폴리머 개선

무수 CuSO ₄ 는 특정 폴리머의 특성을 개선하면서 재활용이 가능하도록하는 데 사용되었습니다.

예를 들어, 아세톤의 화합물 입자를 특수 분쇄기에서 아크릴로 니트릴-부타디엔 고무와 혼합하여 CuSO ₄ 입자를 매우 작게 만듭니다.

황산구리는 폴리머의 결합 점을 향상시켜 고강도, 경도 및 놀라운 유연성을 가진 혼합물을 형성합니다.

중단 된 치료 용도

과거에는 누군가가 백린 중독에 시달렸을 때 황산구리 용액이 위 세척에 사용되었습니다. 그러나 구리 중독을 피하기 위해 용액을 즉시 교반했습니다.

이 화합물의 용액은 또한 인 피부 화상에 대한 국소 적용을 위해 다른 물질과 함께 사용되었습니다.

때때로 그들은 소아에서 특정 형태의 영양성 빈혈과 비경 구 영양을받는 피험자, 즉 입으로 스스로 먹일 수없는 사람들의 구리 결핍을 겪었습니다.

특정 습진, 농가진 및 intertrigo 로션에는 CuSO _4가 포함되어 있습니다. 용액은 눈 감염에서 수렴 제로 사용되었습니다. 때때로 결정은 화상이나 궤양에 직접 적용되었습니다.

이 화합물의 과잉이 유발할 수있는 독성으로 인해 이러한 모든 적용은 더 이상 수행되지 않습니다.

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