황산구리 오수화물은 원소 구리 (Cu), 황 (S), 산소 (O)와 물 (H로 이루어지는 무기 화합물 인 2 O). 여기에는 구리 (II) (Cu 2+ ) 및 황산염 (SO 4 2- ) 이온이 포함되어 있습니다. 그것의 화학 공식은 CuSO 4 • 5H 2 O입니다.
자연에서는 칼 클라 제 또는 칼 클라 제라고도하는 칼칸 타이트 또는 칼칸 타이트를 형성하는 것으로 발견됩니다. 파란색 결정질 고체입니다.
황산구리 5 수화물 CuSO 4 • 5H 2 O. 저자 : Überraschungsbilder. 출처 : Wikimedia Commons.
반추 동물, 돼지 및 가금류와 같은 일부 동물의 식품 보충제로 사용됩니다. 농업에서는 살충제로 사용됩니다. 채광 활동에서 다른 금속을 회수 할 수 있습니다.
푸른 색조로 인해 직물과 금속의 착색에 사용됩니다. 전기 전도성 직물을 얻기 위해 셀룰로오스 섬유에 금속 구리를 증착하는 데 사용되었습니다. 또한 다양한 응용 분야에서 구리 및 그 산화물의 나노 입자를 제조하는 데 사용됩니다.
고농도에서는 동식물에 유독 할 수 있습니다. 이러한 이유로 때때로 석호 및 자연 연못과 같은 수생 환경에서 해충 (동물 또는 식물)을 제거하는 데 사용됩니다.
구조
이 화합물은 산화 상태 +2의 구리 원소와 황산염 음이온에 의해 형성됩니다. 후자는 원자가가 +6이고 각각 원자가가 -2 인 4 개의 산소 원자로 둘러싸인 황 원자를 가지고 있습니다. 이런 식으로 황산염 이온은 두 개의 음전하를 갖습니다.
또한 구조에 5 개의 물 분자가 있습니다. 다음 그림에서 다양한 원자가 결정에 어떻게 배열되어 있는지 볼 수 있습니다.
CuSO 4 • 5H 2 O. 저자 : Smokefoot. 출처 : Wikimedia Commons.
Cu 2+ (주황색 구체)는 4 개의 H 2 O 분자 (산소 = 빨간색, 수소 = 흰색) 및 SO 4 2- (황 = 노란색) 의 2 개의 산소 원자와 동시에 배위 됩니다. 그림에서 H 2 O 분자 중 하나는 겉보기에 자유롭지 만 결정 구조의 일부입니다.
명명법
칼칸 타이트 광물 CuSO 4 • 5H 2 O. 저자 : Archaeodontosaurus. 출처 : Wikimedia Commons.
- 황산구리 5 수화물
- 구리 (II) suffate pentahydrate
- 블루 잭
- 블루 스톤 (영어 블루 스톤에서)
- 칼칸 타이트, 칼칸 타이트, 칼 클라 제 또는 칼 클라 제
속성
몸 상태
청색 결정질 고체.
분자 무게
249.686g / 몰
녹는 점
110ºC에 도달하면 분해됩니다.
밀도
2,286g / cm 3
용해도
물에 용해 됨 : 25 ° C에서 22.0g / 물 100g. 메탄올 (CH 3 OH) 에 용해 됨. 에탄올 (CH 3 CH 2 OH)에 약간 용해됩니다 .
화학적 특성
이 화합물이 물과 접촉하면 용해되어 Cu 2+ 및 SO 4 2- 이온을 형성합니다 . 물에 황산이 있으면 물에 대한 용해도가 크게 감소합니다.
H 2 SO 4 는 SO 4 2- 이온을 제공 하고이 이온이 황산구리 5 수화물에 존재하기 때문에 그 존재는 "공통 이온"효과를 생성합니다. 용해는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
CuSO 4 • 5H 2 O (고체) + 물 ⇔ 구리 2+ + SO 4 2+ 물
따라서, 만약 SO 4 2- 황산은 용액에 이미 존재하는 고체의 형성을 향해 있으며 따라서 용해도가 감소 왼쪽의 평형 이동한다.
구하기
황산구리 5 수화물을 얻는 방법 중 하나는 제어 된 온도 에서 수성 황산 (H 2 SO 4 )에 미네랄 말라카이트를 용해하는 것 입니다. 공작석은 철과 같은 다른 불순물과 함께 Cu 2 (OH) 2 CO 3 를 포함합니다.
불순한 구리 (II) 용액을 과산화수소 (H 2 O 2 )로 처리하여 철 (II) (Fe 2+ ) 불순물 이 철 (III) (Fe 3+ )으로 전환되도록합니다. 후자는 수산화 나트륨 (NaOH)을 사용하여 수산화철 (Fe (OH) 3 ) 의 형태로 침전된다 .
침전은 용액에 불용성 고체 입자가 형성되어이를 포함하는 용기의 바닥으로 떨어짐을 의미합니다.
CuSO 4 • 5H 2 O 의 농축 용액 모양 . 저자 : PublicDomainPictures. 출처 : Pixabay.
생성 된 혼합물을 고형의 Fe (OH)를 제거하기 위해 여과 3 , 나머지 액체를 에탄올 (C로 처리 2 H 5 OH), 메탄올 (CH 3 모두 구리 석출 OH) 또는 황산 2+ 이온 으로 CuSO 4 • 5H 2 O.
예를 들어 에탄올을 첨가하면 사용 가능한 물이 적어 Cu 2+ 및 SO 4 2- 이온 이 용액에 있고 서로 결합하는 경향이 있습니다. 탈수기 역할을합니다. 에탄올을 더 많이 추가할수록 더 단단해집니다.
침전 된 고체는 정제를 위해 재결정 될 수 있습니다. 이를 위해 80-90 ° C의 온도에서 물에 용해 된 다음 용액을 25-30 ° C로 냉각시킵니다. 5 수화물 화합물은 재 침전되고 불순물은 용액에 남아 있습니다.
응용
광범위한 상용 응용 프로그램이 있습니다.
농업에서는 살충제, 살충제, 제초제, 살균제, 살균제 및 토양 첨가제로 사용됩니다. 수의학 요법에서는 구토 제, 살균제 및 구토 제로 사용됩니다 (구토 유발).
그것은 직물과 금속의 착색에서 매염제로 염료 및 착색제에서 청색 또는 녹색 안료로 사용됩니다. 또한 사진 인쇄 토너 및 네거티브를 강화하는 시약으로 사용됩니다.
아연과 납을 회수하기위한 부유 시약으로 채광 활동에 사용됩니다. 다른 구리 화합물을 생산하는 데 사용되며 가죽 태닝 및 목재 보존에 사용됩니다.
동물 사료에서
이 화합물은 특히 이유 후 단계에서 성장 촉진제로 매우 적은 양의 돼지 사료에 사용됩니다. 이 효과가있는 메커니즘은 아직 알려져 있지 않습니다.
일부 연구자들은 그것이 동물의 장에서 병원성 또는 유해한 박테리아의 개체수를 감소시켜 결과적으로 그들의 성장에 유리하다고 주장합니다.
CuSO 4 • 5H 2 O를 사용하면 이유자돈의 발달을 촉진 할 수 있습니다. 저자 : MabelAmber. 출처 : Pixabay.
다른 학자들은 이것이이 동물들의 장 건강을 향상 시킨다고 지적하지만, 일부 연구에 따르면 구리를 정맥 주사하면 성장도 향상된다는 사실이 밝혀졌습니다.
그것은 또한 가금류에서 동일한 목적으로 사용되었으며 반추 동물의 구리 결핍에 사용되었습니다.
나노 입자 합성
황산구리 5 수화물은 구리와 구리 (I) 산화물 (Cu / Cu 2 O)의 혼합 나노 입자를 얻기 위해 사용되었습니다 .
나노 입자는 전자 현미경으로 만 볼 수있는 극히 작은 구조입니다.
나노 입자 형태의 Cu / Cu 2 O 분말 은 다른 응용 분야 중에서도 특히 화학 반응의 촉매 또는 가속, 반도체 및 항균 재료에 사용됩니다.
해충 방제 연구에서
CuSO 4 • 5H 2 O는 Pomacea canaliculata 종의 달팽이에 대한 독성을 평가하기 위해 실험에 사용되었습니다.
이들은 늪과 석호에서 호수와 강에 이르기까지 다양한 유형의 생태계에 서식하는 남미의 열대 지역에 서식하는 연체 동물입니다.
Schistosoma mansoni (bilharzia 질병을 유발하는 trematode)와 같은 일부 숙주 인간 기생충 때문에 연구됩니다. 달팽이는 침수 지역의 농작물에도 해로울 수 있습니다.
달팽이 Pomacea canaliculata의 껍질. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). 출처 : Wikimedia Commons.
달팽이가 수생 식물에 퇴적 한 알. 이 달팽이는 때때로 CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv, National Institute of Parasitic Diseases / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5) 로 방제 할 수있는 해충입니다 . 출처 : Wikimedia Commons.
검토 된 연구에 따르면 황산구리 5 수화물 수용액은 이러한 달팽이에 매우 독성이 있으므로이 화합물을 사용하여 감염된 지역에서 연체 동물을 제거 할 수 있습니다.
특정 연구에 따르면 달팽이는 구리 이온이 필요하지 않기 때문에이 이온과 접촉하는 것만으로도 동물이 죽을 수 있습니다.
전기 전도성 직물
이 화합물은 전기 센서가 통합 된 섬유 재료를 얻는 데 사용되었습니다. 이 유형의 직물은 축전 장치, 압력 센서, 광 검출기 및 발광 스크린에 사용됩니다.
전기 전도성 직물을 얻기 위해 "Lyocell"이라고 불리는 반합성 직조 셀룰로오스 섬유가 금속 구리로 코팅됩니다. 코팅은 CuSO4 • 5H2O 및 기타 보조 화합물의 용액에서 시작하여 무전 해 방식으로 수행됩니다.
라이오 셀 섬유. 이 유형의 천은 구리 도금 테스트에 사용되었습니다. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). 출처 : Wikimedia Commons.
이렇게 얻은 직물은 높은 전도도를 유지하면서 변형이나 신축 조건에서도 전기 신호를 전달할 수 있습니다.
환경에 미치는 영향
앞서 설명한 바와 같이 CuSO 4 • 5H 2 O는 물에 용해 될 때 구리 (II) 이온을 생성합니다.
구리는 살아있는 유기체의 세포 활동을 위해 낮은 농도에서 필수적이지만, 높은 농도에서는 독성이 있고 심지어 사망을 유발할 수도 있습니다.
따라서 환경에 상기 이온의 존재는 동물과 식물에 대한 위험을 구성합니다. 수생 생태계에서는 생물과 먹이 사슬에 생물 축적되어 피해를 입힐 수 있습니다.
CuSO 4 • 5H 2 O는 수생 환경에 해로울 수 있습니다. 저자 : JamesDeMers. 출처 : Pixabay.
실제로, 특정 경험에서 황산구리 5 수화물로 수생 환경이 오염되면 특정 수생 식물의 바이오 매스가 감소한다는 사실이 밝혀졌습니다.
즉, 고농도의이 소금이 있으면 식물이 덜 자랍니다.
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