- Struttura
- Nomenclatura
- Proprietà
- Stato fisico
- Peso molecolare
- Punto di fusione
- Densità
- solubilità
- Proprietà chimiche
- Ottenere
- applicazioni
- Nell'alimentazione animale
- Nella sintesi delle nanoparticelle
- Negli studi per il controllo dei parassiti
- In tessuti elettricamente conduttivi
- Effetti sull'ambiente
- Riferimenti
Il solfato di rame pentaidrato è un composto inorganico costituito dagli elementi rame (Cu), zolfo (S), ossigeno (O) e acqua (H 2 O). Contiene ioni rame (II) (Cu 2+ ) e solfato (SO 4 2- ). La sua formula chimica è CuSO 4 • 5H 2 O.
In natura si trova a formare il minerale calcantite o calcantite, chiamato anche chalclase o calclasse. È un solido cristallino blu.
Cristallo di solfato di rame pentaidrato CuSO 4 • 5H 2 O. Autore: Überraschungsbilder. Fonte: Wikimedia Commons.
Viene utilizzato come integratore alimentare per alcuni animali come ruminanti, suini e pollame. In agricoltura funge da pesticida. Nelle attività minerarie consente di recuperare altri metalli.
Grazie alla sua tonalità blu, viene utilizzato per colorare tessuti e metalli. È stato utilizzato per depositare rame metallico su fibre di cellulosa per ottenere tessuti elettricamente conduttivi. Viene anche utilizzato per preparare nanoparticelle di rame e suoi ossidi, con una varietà di applicazioni.
Ad alte concentrazioni può essere tossico per la fauna e la flora, per questo motivo talvolta viene utilizzato per eliminare i parassiti (animali o piante) da ambienti acquatici come lagune e stagni naturali.
Struttura
Questo composto è formato dall'elemento rame nel suo stato di ossidazione +2 e dall'anione solfato. Quest'ultimo ha un atomo di zolfo con valenza +6 circondato da quattro atomi di ossigeno, ciascuno con valenza -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 come sono disposti i vari atomi nel cristallo.
Struttura di CuSO 4 • 5H 2 O. Autore: Smokefoot. Fonte: Wikimedia Commons.
Cu 2+ (sfere arancioni) è coordinato simultaneamente con 4 molecole di H 2 O (ossigeno = rosso; idrogeno = bianco) e con 2 atomi di ossigeno di SO 4 2- (zolfo = giallo). Nella figura una delle molecole di H 2 O è in apparente libertà ma fa parte della struttura cristallina.
Nomenclatura
Minerale calcantite CuSO 4 • 5H 2 O. Autore: Archaeodontosaurus. Fonte: Wikimedia Commons.
- Solfato di rame pentaidrato
- Il rame (II) soffre di pentaidrato
- Bluejack
- Pietra blu (dalla pietra blu inglese)
- Chalcantite, calcantite, chalclase o calclase
Proprietà
Stato fisico
Solido cristallino blu.
Peso molecolare
249,686 g / mol
Punto di fusione
Al raggiungimento di 110 ºC, si decompone.
Densità
2.286 g / cm 3
solubilità
Solubile in acqua: 22,0 g / 100 g di acqua a 25 ° C. Solubile in metanolo (CH 3 OH). Leggermente solubile in etanolo (CH 3 CH 2 OH).
Proprietà chimiche
Questo composto, a contatto con l'acqua, si dissolve formando gli ioni Cu 2+ e SO 4 2- . La sua solubilità in acqua diminuisce notevolmente se nell'acqua è presente acido solforico.
H 2 SO 4 fornisce ioni SO 4 2- e la sua presenza genera l'effetto “ione comune”, poiché questo ione è presente nel solfato di rame pentaidrato. La dissoluzione può essere espressa in questo modo:
CuSO 4 • 5H 2 O (solido) + acqua ⇔ Cu 2+ + SO 4 2- + acqua
Quindi, se la SO 4 2- dell'acido solforico è già presente in soluzione , l'equilibrio si sposta verso sinistra, cioè verso la formazione del solido e quindi la solubilità diminuisce.
Ottenere
Uno dei modi per ottenere il solfato di rame pentaidrato è sciogliere il minerale malachite in una soluzione acquosa di acido solforico (H 2 SO 4 ) a temperatura controllata. La malachite contiene Cu 2 (OH) 2 CO 3 con altre impurità, come il ferro.
La soluzione di rame impuro (II) viene trattata con perossido di idrogeno (H 2 O 2 ) per garantire che le impurità di ferro (II) (Fe 2+ ) vengano convertite in ferro (III) (Fe 3+ ). Quest'ultimo viene precipitato sotto forma di idrossido ferrico (Fe (OH) 3 ) utilizzando idrossido di sodio (NaOH).
Precipitare significa che nella soluzione si formano particelle di un solido insolubile, che cade sul fondo del contenitore che lo contiene.
Aspetto di una soluzione concentrata di CuSO 4 • 5H 2 O. Autore: PublicDomainPictures. Fonte: Pixabay.
La miscela risultante viene filtrata per rimuovere il solido Fe (OH) 3 e il liquido rimanente viene trattato con etanolo (C 2 H 5 OH), metanolo (CH 3 OH) o acido solforico per far precipitare tutti gli ioni Cu 2+ come di CuSO 4 • 5H 2 O.
Quando viene aggiunto etanolo, ad esempio, c'è meno acqua disponibile in modo che gli ioni Cu 2+ e SO 4 2- siano in soluzione e tendono a legarsi insieme. Agisce come un disidratatore. Più etanolo aggiungi, più solido si forma.
Il solido precipitato può essere ricristallizzato per la purificazione. Per fare questo, viene sciolto in acqua ad una temperatura di 80-90 ° C e quindi la soluzione viene raffreddata a 25-30 ° C. Il composto pentaidrato si precipita nuovamente e le impurità rimangono in soluzione.
applicazioni
Ha una vasta gamma di applicazioni commerciali.
In agricoltura funge da pesticida, insetticida, erbicida, fungicida, germicida e additivo per il suolo. Nelle terapie veterinarie è usato come antielmintico, fungicida ed emetico (per provocare il vomito).
È usato come pigmento blu o verde in coloranti e coloranti, come mordente nella colorazione di tessuti e metalli. Anche come toner per la stampa fotografica e come reagente per intensificare i negativi.
Viene utilizzato nelle attività minerarie come reagente di flottazione per il recupero di zinco e piombo. Viene utilizzato per produrre altri composti del rame, viene utilizzato nella concia delle pelli e per preservare il legno.
Nell'alimentazione animale
Questo composto viene utilizzato nella dieta dei suini in piccolissime quantità come promotore della crescita, soprattutto nella fase post-svezzamento. Il meccanismo con cui ha questo effetto è ancora sconosciuto.
Alcuni ricercatori affermano che riduce la popolazione di batteri patogeni o nocivi nell'intestino degli animali e di conseguenza ne favorisce la crescita.
Con CuSO 4 • 5H 2 O, è possibile promuovere lo sviluppo di suinetti svezzati. Autore: MabelAmber. Fonte: Pixabay.
Altri studiosi indicano che migliora la salute dell'intestino di questi animali, ma alcune ricerche indicano che l'iniezione endovenosa di rame migliora anche la loro crescita.
È stato utilizzato anche per lo stesso scopo nel pollame ed è stato utilizzato per la carenza di rame nei ruminanti.
Nella sintesi delle nanoparticelle
Il solfato di rame pentaidrato è stato utilizzato per ottenere nanoparticelle miste di rame e ossido di rame (I) (Cu / Cu 2 O).
Le nanoparticelle sono strutture estremamente piccole che possono essere viste solo attraverso un microscopio elettronico.
La polvere di Cu / Cu 2 O in forma nanoparticellare viene utilizzata nella catalisi o nell'accelerazione di reazioni chimiche, nei semiconduttori e nei materiali antimicrobici, tra le altre applicazioni.
Negli studi per il controllo dei parassiti
CuSO 4 • 5H 2 O è stato utilizzato in esperimenti per valutare la sua tossicità nei confronti delle lumache della specie Pomacea canaliculata.
Si tratta di molluschi originari delle regioni tropicali del Sud America che popolano vari tipi di ecosistemi, dalle paludi e lagune ai laghi e fiumi.
Sono studiati perché alcuni ospitano parassiti umani come lo Schistosoma mansoni (trematode che causa la malattia della bilharzia). Le lumache possono anche essere dannose per le colture agricole nelle regioni allagate.
Gusci di lumache Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.
Uova depositate dalle lumache su una pianta acquatica. Queste lumache a volte sono un parassita che può essere controllato con CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv, National Institute of Parasitic Diseases / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/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 utilizzato per eliminare il mollusco dalle aree infestate.
Secondo alcune ricerche, ciò è dovuto al fatto che la lumaca non ha bisogno dello ione rame, quindi il solo contatto con questo ione sarebbe sufficiente perché avvenga la morte dell'animale.
In tessuti elettricamente conduttivi
Questo composto è stato utilizzato per ottenere materiali tessili con sensori elettrici integrati. Questo tipo di tessuto viene utilizzato in dispositivi di accumulo di elettricità, sensori di pressione, fotorilevatori e schermi a emissione di luce.
Per ottenere tessuti elettricamente conduttivi, una fibra di cellulosa intrecciata semisintetica chiamata "Lyocell" viene rivestita con rame metallico. Il rivestimento viene effettuato in modo non elettrolitico a partire da una soluzione di CuSO4 • 5H2O e altri composti chimici ausiliari.
Fibra di lyocell. Questo tipo di tessuto è stato utilizzato nei test di placcatura in rame. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.
Il tessuto così ottenuto può trasferire un segnale elettrico anche in condizioni di deformazione o allungamento mantenendo un'elevata conduttività.
Effetti sull'ambiente
Come spiegato in precedenza, CuSO 4 • 5H 2 O, disciolto in acqua, genera lo ione rame (II).
Sebbene il rame sia essenziale a basse concentrazioni per le attività cellulari degli organismi viventi, ad alte concentrazioni può essere tossico e persino causare la morte.
Pertanto, la presenza di detto ione nell'ambiente costituisce un rischio per animali e piante. Negli ecosistemi acquatici, può bioaccumularsi negli esseri viventi e nella catena alimentare, causando danni.
CuSO 4 • 5H 2 O può essere dannoso per gli ambienti acquatici. Autore: JamesDeMers. Fonte: Pixabay.
Infatti, in alcune esperienze si è riscontrato che la contaminazione degli ambienti acquatici con solfato di rame pentaidrato provoca la diminuzione della biomassa di alcune piante acquatiche.
Ciò significa che le piante crescono meno in presenza di questo sale in alte concentrazioni.
Riferimenti
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