- بناء
- التسمية
- الخصائص
- الحالة الفيزيائية
- الوزن الجزيئي الغرامي
- نقطة الانصهار
- كثافة
- الذوبان
- الخواص الكيميائية
- الحصول
- التطبيقات
- في علف الحيوانات
- في تركيب الجسيمات النانوية
- في دراسات مكافحة الآفات
- في الأقمشة الموصلة للكهرباء
- التأثيرات على البيئة
- المراجع
و pentahydrate كبريتات النحاس هو مركب غير العضوية التي تتكون من عناصر النحاس (النحاس)، الكبريت (S) والأكسجين (O) والماء (H 2 O). أنه يحتوي على النحاس (II) (النحاس 2+) وكبريتات (SO 4 2-) الأيونات. صيغته الكيميائية هي CuSO 4 • 5H 2 O.
يوجد في الطبيعة تشكيل معدن الكالكانتيت أو الكالكنتيت ، ويسمى أيضًا الكالكسلاز أو الكالسلاسي. إنها مادة صلبة بلورية زرقاء.
بلورات كبريتات النحاس بينتاهيدراتي CuSO 4 • 5H 2 O. المؤلف: Überraschungsbilder. المصدر: ويكيميديا كومنز.
يستخدم كمكمل غذائي لبعض الحيوانات مثل المجترات والخنازير والدواجن. في الزراعة يعمل كمبيد للآفات. في أنشطة التعدين يسمح باستعادة المعادن الأخرى.
بسبب لونه الأزرق ، يتم استخدامه لتلوين الأقمشة والمعادن. تم استخدامه لترسيب النحاس المعدني على ألياف السليلوز للحصول على أقمشة موصلة للكهرباء. كما أنه يستخدم لتحضير جزيئات النحاس النانوية وأكاسيده مع مجموعة متنوعة من التطبيقات.
في التركيزات العالية يمكن أن تكون سامة للحيوانات والنباتات ، ولهذا السبب تستخدم في بعض الأحيان للقضاء على الآفات (الحيوانات أو النباتات) من البيئات المائية مثل البحيرات والبرك الطبيعية.
بناء
يتكون هذا المركب من عنصر النحاس في حالة الأكسدة الخاصة به +2 وأنيون الكبريتات. يحتوي الأخير على ذرة كبريت مع تكافؤ +6 محاطة بأربع ذرات أكسجين ، لكل منها تكافؤ -2. بهذه الطريقة ، يكون لأيون الكبريتات شحنتان سالبتان.
كما أن لديها 5 جزيئات ماء في هيكلها في الشكل التالي يمكنك أن ترى كيف يتم ترتيب الذرات المختلفة في البلورة.
هيكل CuSO 4 • 5H 2 O. المؤلف: Smokefoot. المصدر: ويكيميديا كومنز.
يتم تنسيق Cu 2+ (كرات برتقالية) في وقت واحد مع 4 جزيئات من H 2 O (أكسجين = أحمر ؛ هيدروجين = أبيض) ومع 2 ذرات أكسجين من SO 4 2- (كبريت = أصفر). في الشكل ، يكون أحد جزيئات H 2 O في حرية واضحة ولكنه جزء من التركيب البلوري.
التسمية
معدن الكالكانتيت CuSO 4 • 5H 2 O. المؤلف: Archaeodontosaurus. المصدر: ويكيميديا كومنز.
- بينتاهيدراتي كبريتات النحاس
- النحاس (II) كافٍ بينتاهيدراتي
- بلوجاك
- الحجر الأزرق (من الحجر الأزرق الإنجليزي)
- كالكانتيت ، كالسنتيت ، كلاس كلاس أو الكالسلاز
الخصائص
الحالة الفيزيائية
مادة صلبة بلورية زرقاء.
الوزن الجزيئي الغرامي
249.686 جم / مول
نقطة الانصهار
عند الوصول إلى 110 درجة مئوية ، يتحلل.
كثافة
2،286 جم / سم 3
الذوبان
قابل للذوبان في الماء: 22.0 غ / 100 غ من الماء عند 25 درجة مئوية. قابل للذوبان في الميثانول (CH 3 OH). قليل الذوبان في الإيثانول (CH 3 CH 2 OH).
الخواص الكيميائية
هذا المركب، عندما يتعلق الأمر في اتصال مع الماء، ويذوب، وتشكيل أيونات النحاس 2+ و SO 4 2-. تقل قابليته للذوبان في الماء بشكل كبير إذا كان حامض الكبريتيك موجودًا في الماء.
يوفر H 2 SO 4 أيونات SO 4 2- ويولد وجودها تأثير "أيون مشترك" ، حيث أن هذا الأيون موجود في كبريتات النحاس بينتاهيدراتي. يمكن التعبير عن الحل على النحو التالي:
CuSO 4 • 5H 2 O (صلب) + ماء Cu 2 + + SO 4 2- + ماء
لذلك ، إذا كان SO 4 2 من حامض الكبريتيك موجودًا بالفعل في المحلول ، يتحول التوازن إلى اليسار ، أي نحو تكوين المادة الصلبة وبالتالي تقل القابلية للذوبان.
الحصول
تتمثل إحدى طرق الحصول على خماسي هيدرات كبريتات النحاس في إذابة معدن الملكيت في محلول حمض الكبريتيك المائي (H 2 SO 4) عند درجة حرارة مضبوطة. يحتوي الملكيت على Cu 2 (OH) 2 CO 3 مع شوائب أخرى ، مثل الحديد.
يتم معالجة محلول النحاس غير النقي (II) ببيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2) لضمان تحويل شوائب الحديد (II) (Fe 2+) إلى حديد (III) (Fe 3+). يتم ترسيب الأخير على شكل هيدروكسيد الحديديك (Fe (OH) 3) باستخدام هيدروكسيد الصوديوم (NaOH).
الترسيب يعني أن جزيئات مادة صلبة غير قابلة للذوبان تتشكل في المحلول الذي يقع في قاع الحاوية التي تحتوي عليه.
ظهور محلول مركز من CuSO 4 • 5H 2 O. المؤلف: PublicDomainPictures. المصدر: Pixabay.
يتم ترشيح الخليط الناتج لإزالة الحديد الصلب (OH) 3 ويتم معالجة السائل المتبقي بالإيثانول (C 2 H 5 OH) أو الميثانول (CH 3 OH) أو حمض الكبريتيك لترسيب جميع أيونات Cu 2+ مثل من CuSO 4 • 5H 2 O.
عند إضافة الإيثانول على سبيل المثال هناك كميات أقل من المياه بحيث المتاحة إلى أن أيونات النحاس 2+ و SO 4 2- هي في حل وتميل إلى ربط معا. يعمل كمجفف. كلما أضفت المزيد من الإيثانول ، زادت صلابة تكوينه.
يمكن إعادة بلورة المادة الصلبة المترسبة للتنقية. للقيام بذلك ، يتم إذابته في الماء عند درجة حرارة 80-90 درجة مئوية ثم يتم تبريد المحلول إلى 25-30 درجة مئوية. يعيد مركب بنتاهيدراتي الترسيب وتبقى الشوائب في المحلول.
التطبيقات
لديها مجموعة واسعة من التطبيقات التجارية.
يستخدم في الزراعة كمبيد للآفات ومبيدات حشرية ومبيدات أعشاب ومبيدات فطريات ومبيد للجراثيم ومضافات للتربة. في العلاجات البيطرية ، يتم استخدامه كطارد للديدان ومبيد للفطريات وقيء (للتسبب في القيء).
يتم استخدامه كصبغة زرقاء أو خضراء في الأصباغ والملونات ، كما يستخدم في تلوين الأقمشة والمعادن. أيضًا كحبر طباعة للصور وككاشف لتكثيف السلبيات.
يتم استخدامه في أنشطة التعدين ككاشف تعويم لاستعادة الزنك والرصاص. يستخدم لإنتاج مركبات نحاسية أخرى ، ويستخدم في دباغة الجلود ولحفظ الأخشاب.
في علف الحيوانات
يستخدم هذا المركب في غذاء الخنازير بكميات صغيرة جدًا كمحفز للنمو ، خاصة في مرحلة ما بعد الفطام. لا تزال الآلية التي يحدث بها هذا التأثير غير معروفة.
يدعي بعض الباحثين أنه يقلل من عدد البكتيريا المسببة للأمراض أو الضارة في أمعاء الحيوانات وبالتالي يفضل نموها.
مع CuSO 4 • 5H 2 O ، يمكن تعزيز نمو الخنازير المفطومة. المؤلف: MabelAmber. المصدر: Pixabay.
يشير باحثون آخرون إلى أنه يحسن صحة أمعاء هذه الحيوانات ، لكن بعض الأبحاث تشير إلى أن الحقن الوريدي للنحاس يحسن نموها أيضًا.
كما تم استخدامه لنفس الغرض في الدواجن ، وقد استخدم في نقص النحاس في المجترات.
في تركيب الجسيمات النانوية
تم استخدام خماسي هيدرات كبريتات النحاس للحصول على جزيئات نانوية مختلطة من النحاس وأكسيد النحاس (I) (Cu / Cu 2 O).
الجسيمات النانوية عبارة عن هياكل صغيرة للغاية لا يمكن رؤيتها إلا من خلال المجهر الإلكتروني.
يستخدم مسحوق Cu / Cu 2 O في شكل جسيمات نانوية في التحفيز أو تسريع التفاعلات الكيميائية ، في أشباه الموصلات والمواد المضادة للميكروبات ، من بين تطبيقات أخرى.
في دراسات مكافحة الآفات
تم استخدام CuSO 4 • 5H 2 O في التجارب لتقييم سميته تجاه القواقع من أنواع Pomacea canaliculata.
هذه الرخويات موطنها المناطق الاستوائية في أمريكا الجنوبية التي تسكن أنواعًا مختلفة من النظم البيئية ، من المستنقعات والبحيرات إلى البحيرات والأنهار.
تمت دراستها لأن بعض الطفيليات البشرية المضيفة مثل البلهارسيا المنسونية (المثقوبة التي تسبب مرض البلهارسيا). يمكن أن تضر القواقع أيضًا بالمحاصيل الزراعية في المناطق التي غمرتها الفيضانات.
قذائف القواقع Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). المصدر: ويكيميديا كومنز.
يودع البيض بواسطة القواقع على نبات مائي. هذه القواقع هي في بعض الأحيان آفة يمكن السيطرة عليها باستخدام CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv ، المعهد الوطني للأمراض الطفيلية / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). المصدر: ويكيميديا كومنز.
وفقًا للدراسات التي تمت مراجعتها ، فإن المحاليل المائية لبنتاهيدرات كبريتات النحاس شديدة السمية لهذه القواقع ، لذلك يمكن استخدام هذا المركب للقضاء على الرخويات من المناطق الموبوءة.
وفقًا لبعض الأبحاث ، هذا لأن الحلزون لا يحتاج إلى أيون النحاس ، لذا فإن مجرد الاتصال بهذا الأيون سيكون كافيًا لحدوث موت الحيوان.
في الأقمشة الموصلة للكهرباء
تم استخدام هذا المركب للحصول على مواد نسجية مع أجهزة استشعار كهربائية متكاملة. يستخدم هذا النوع من القماش في أجهزة تخزين الكهرباء وأجهزة استشعار الضغط وأجهزة الكشف عن الضوء والشاشات الباعثة للضوء.
للحصول على أقمشة موصلة للكهرباء ، يتم طلاء ألياف السليلوز شبه الاصطناعية المنسوجة المسماة "لايوسل" بالنحاس المعدني. يتم الطلاء بطريقة غير إلكتروليتية بدءًا من محلول CuSO4 • 5H2O والمركبات الكيميائية المساعدة الأخرى.
ألياف لايوسل. تم استخدام هذا النوع من القماش في اختبارات طلاء النحاس. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). المصدر: ويكيميديا كومنز.
يمكن للنسيج الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة أن ينقل إشارة كهربائية حتى في ظل ظروف التشوه أو التمدد مع الحفاظ على الموصلية العالية.
التأثيرات على البيئة
كما أوضحنا سابقًا ، فإن CuSO 4 • 5H 2 O ، عند إذابته في الماء ، يولد أيون النحاس (II).
على الرغم من أن النحاس ضروري في التركيزات المنخفضة للأنشطة الخلوية للكائنات الحية ، إلا أنه في التركيزات العالية يمكن أن يكون سامًا وقد يسبب الوفاة.
لذلك ، فإن وجود هذا الأيون في البيئة يشكل خطرًا على الحيوانات والنباتات. في النظم الإيكولوجية المائية ، يمكن أن يتراكم بيولوجيًا في الكائنات الحية وفي السلسلة الغذائية ، مما يسبب الضرر.
يمكن أن يكون CuSO 4 • 5H 2 O ضارًا بالبيئات المائية. المؤلف: JamesDeMers. المصدر: Pixabay.
في الواقع ، في بعض التجارب وجد أن تلوث البيئات المائية بكبريتات النحاس بينتاهيدراتي يتسبب في انخفاض الكتلة الحيوية لبعض النباتات المائية.
مما يعني أن النباتات تنمو بشكل أقل في وجود هذا الملح بتركيزات عالية.
المراجع
- Lide ، DR (محرر) (2003). كتيب CRC للكيمياء والفيزياء. 85 تشرين CRC برس.
- كوكس ، هـ وآخرون. (2014). ذوبان النحاس والحديد من خام الملكيت وترسيب كبريتات النحاس بنتاهيدراتي بواسطة عملية كيميائية. العلوم الهندسية والتكنولوجيا ، مجلة دولية. 2014 ؛ 17 (1): 39-44. تعافى من sciencedirect.com.
- Alves de Azevedo B.، JP and Peixoto، MN (2015). تقليل الكتلة الحيوية لموليستا سالفينيا المعرضة لبنتاهيدرات كبريتات النحاس (CuSO 4.5H 2 O). القس المحيط. المياه 2015 ؛ 10 (3): 520-529. تعافى من doaj.org.
- الجذر ، دبليو وآخرون. (2019). مستشعر إجهاد النسيج المرن يعتمد على نسيج السليلوز من نوع الليوسل المطلي بالنحاس. البوليمرات 2019 ، 11 ، 784. تم الاسترجاع من mdpi.com.
- بيتيلي ، را وآخرون. (2008). السمية الحادة لكبريتات النحاس والمستخلص المائي لأوراق النيم المجففة على القواقع (Pomacea canaliculata). Acta Sci. بيول. علوم.2008 ؛ 30 (2): 179-184. تعافى من doaj.org.
- بدوي ، إس إم وآخرون. (2015). التوليف والتوصيف والنشاط التحفيزي للجسيمات النانوية Cu / Cu2O المحضرة في وسط مائي. نشرة هندسة التفاعل الكيميائي والحفز. 2015 ؛ 10 (2): 169-174. تعافى من doaj.org.
- Justel ، FJ وآخرون (2014). الذوبان والخصائص الفيزيائية للمحاليل المشبعة في كبريتات النحاس + حامض الكبريتيك + نظام مياه البحر عند درجات حرارة مختلفة. المجلة البرازيلية للهندسة الكيميائية. 2015 ؛ 32 (3): 629-635. تعافى من doaj.org.
- بارك ، سي إس وكيم ، بي جي (2016). الذوبان في المختبر لكبريتات النحاس (II) وثلاثي هيدروكسيد ديكوبر كلوريد للخنازير. أسترالاس الآسيوية. J. انيم. علوم.2016 ؛ 29 (11): 1608-1615. تعافى من doaj.org.
- المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). بينتاهيدراتي كبريتات النحاس. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- ويكيبيديا (2020). الكالكانثيت. تعافى من en.wikipedia.org.