BAKIR SÜLFAT (CUSO4): YAPISI, ÖZELLIKLERI, ELDE EDILMESI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Bakır sülfat elemanları bakır (Cu), kükürt (S) ve oksijen (O) 'dan oluşan bir inorganik bileşiktir. Kimyasal formülü CuSO _4'tür . Bakır oksidasyon durumundadır, +2, sülfür +6 ve oksijen, -2 değerindedir.

Ortamdaki neme maruz kaldığında mavi pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O haline gelen beyaz bir katıdır. Beyaz katı, suyu gidermek için mavinin ısıtılmasıyla elde edilir.

Susuz bakır sülfat (CuSO ₄ ) (kristal yapısında susuz). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Yüzyıllardır insanlarda ve hayvanlarda yaraları iyileştirmek için antibakteriyel bir ajan olarak kullanılmıştır. Aynı zamanda bir mantar ilacı, büzücü, ishal önleyici olarak ve hayvanlarda bağırsak hastalıklarını kontrol altına almak için çalışır. Bitkilerde antifungal ajan olarak da kullanılır.

Bununla birlikte, fazlalığı insanlar, hayvanlar ve bitkiler için toksik olabileceği için bazı kullanımları durdurulmuştur. Kullanılabileceği konsantrasyon aralığı dardır ve türe bağlıdır.

Kimyasal reaksiyonlarda katalizör ve çözücüler için kurutucu olarak kullanılır. Bazı polimerlerin direncini ve esnekliğini geliştirmeye izin verir.

Bu bileşiğin aşırı miktarları, bitkiler için faydalı olan mikroorganizmalar için toksik olduğu için toprakta zararlı olabilir.

yapı

Bakır sülfat, bir bakır iyonu (Cu ²⁺ ) ve bir sülfat iyonundan (SO ₄ ^2- ) oluşur.

Bakır (II) sülfatın iyonik yapısı. Yazar: Marilú Stea.

İki elektron kaybından dolayı bakır (II) iyonu aşağıdaki elektronik konformasyona sahiptir:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Tamamlanmamış 3 boyutlu yörüngeye sahip olduğu görülebilir (10 yerine 9 elektrona sahiptir).

terminoloji

• Susuz bakır sülfat
• Bakır (II) sülfat
• Bakır sülfat

Özellikleri

Fiziksel durum

Kristal şeklinde beyaz veya yeşilimsi beyaz katı.

Moleküler ağırlık

159.61 g / mol

Erime noktası

560 ° C'de bozunur.

Yoğunluk

3,60 g / cm ³

Çözünürlük

25 ° C'de 22 g / 100 g su Etanolde çözünmez.

Kimyasal özellikler

30 ° C'nin altındaki hava nemine maruz kaldığında, pentahidrat bileşiği CuSO _{4 •} 5H ₂ O olur.

Sulu çözeltileri, adı geçen renklendirmeyi üreten heksaakuocopper (II) ²⁺ iyonunun oluşumundan dolayı mavidir . Bu iyonda su moleküllerinden ikisi metal atomundan diğer dördüne göre daha uzaktadır.

Hexaacuocopper (II) ²⁺ iyonunun deforme yapısı . Benjah-bmm27 / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Bunun nedeni, bu tür bir sistemin, Cu2 ^{+ '} nin d ^9'da biten bir elektronik yapıya , yani tamamlanmamış bir ^orbital'e sahip olmasının neden olduğu bozulmayı deneyimleyeceğini öngören sözde Jahn-Teller etkisinden kaynaklanmaktadır (eğer d ^{10 olacaktır} ).

Amonyak (NH ise ₃ ) ilave edilir , bu çözümler, kompleksler içinde, NH oluşturulmaktadır ₃ arka arkaya su molekülleri yer değiştirir. Örneğin ²⁺ ile ²⁺ arasında oluşturulurlar .

CuSO ₄ ayrışmaya kadar ısıtıldığında zehirli gazlar yayar ve bakır oksit CuO'ya dönüşür.

edinme

Susuz bakır sülfat, su molekülleri buharlaşana kadar ısıtılarak elde edilen pentahidrat bileşiğinin tamamen dehidrasyonu ile elde edilebilir.

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

Pentahydrated bileşik mavi, yani kristalleşme suyu kaybolduğunda, beyaz susuz CuSO ₄ elde edilir .

Uygulamalar

Kullanımlarından bazıları pentahidrat bileşiğininkiyle örtüşmektedir. Diğerleri susuz maddeye özgüdür.

Antibakteriyel bir ajan olarak

Antimikrobiyal ajan olma potansiyeline sahiptir. Güney ve Orta Amerika kültürleri de dahil olmak üzere binlerce yıldır bu bileşiğin bir solüsyonuna batırılmış gazlı bez aracılığıyla yara enfeksiyonunu önlemek için kullanılmaktadır.

Cu ²⁺ iyonlarının antibakteriyel aktivite mekanizmalarında , bakterilerin hücresel fonksiyonları için çok önemli olan enzimlerle şelatlar oluşturarak onları etkisiz hale getirdiği tahmin edilmektedir . Ayrıca bakterilerin zarlarına ve DNA'larına zarar veren hidroksil radikalleri OH • oluşumunu da indüklerler.

CuSO ₄ bazı patojenik bakterilere karşı çalışabilir. Yazar: Gerd Altmann. Kaynak: Pixabay.

Yakın zamanda, CuSO _4'ün eser miktarlarının , nar ekstreleri ve bazı çay bitkilerinin infüzyonları gibi polifenoller bakımından zengin doğal ürünlerin antimikrobiyal aktivitesini artırabileceği bildirilmiştir .

Veterinerlik uygulamalarında

Mukoza zarları için antiseptik ve büzücü olarak ve konjonktivit ve dış kulak iltihabını tedavi etmek için kullanılır. Sığır, koyun ve diğer memelilerin bacaklarının çürümesini önlemek için tedavi edici veya profilaktik banyolar yapmak için kullanılır.

CuSO _4'ün sulu çözeltileri , sığırların toynaklarını iyileştirmek için kullanılır. Yazarlar: Ingrid und Stefan Melichar. Kaynak: Pixabay.

Sığırların kol ve bacaklarındaki nekrotik kitleler, stomatit ülserleri ve bunların granüler dokularında kostik ajan görevi görür. Saçkıran ve ciltteki mantar hastalıklarının tedavisinde mantar öldürücü olarak kullanılmaktadır.

Aynı zamanda domuzlarda, köpeklerde ve kedilerde kusturucu (kusmaya neden olan ajan) olarak kullanılır; buzağılar için antidiarrheal büzücü olarak ve kanatlılarda bağırsak moniliazisini ve hindilerde trichomoniasis'i kontrol etmek için.

Hayvan yemine ek olarak

Bakır sülfat sığırları, domuzları ve kümes hayvanlarını beslemek için çok küçük miktarlarda takviye olarak kullanılmıştır. Ruminantlarda bakır eksikliğini tedavi etmek için kullanılır. Domuzlar ve kümes hayvanları söz konusu olduğunda, büyüme uyarıcısı olarak kullanılır.

Bakır, memeli hemoglobin biyosentezi, kardiyovasküler yapı, kemik kolajen sentezi, enzim sistemleri ve üreme için gerekli olduğu tespit edilmiştir.

Bir önceki bölümde bahsedildiği gibi, bir hastalık kontrol ilacı olarak da verilebilir. Bununla birlikte, takviye ve / veya ilaç seviyeleri yakından izlenmelidir.

Kümes hayvanları ve yumurtaları, diyetlerindeki fazla bakır sülfattan etkilenebilir. Yazar: Pexels. Kaynak: Pixabay.

Her türe bağlı olarak belli bir miktardan büyümede azalma, iştahsızlık ve kilo kaybı, bazı organlarda hasar ve hatta hayvan ölümleri meydana gelebilir.

Örneğin, tavuklarda% 0,2 veya daha fazla takviye, gıda alımını, bunun sonucunda kilo kaybıyla, yumurta üretiminde ve kabuklarının kalınlığında azalma ile azaltır.

Tarımsal uygulamalarda

Organik üretim sistemlerinde sentetik fungisit kullanımına izin verilmez, sadece bakır sülfat gibi bakır ve kükürt bazlı ürünler kabul edilir.

Örneğin, Venturia inaequalis gibi elma bitkilerine saldıran bazı mantarlar bu bileşikle öldürülür. Cu ²⁺ iyonlarının muhtemelen mantar sporuna girebildiği, proteinleri denatüre edebildiği ve çeşitli enzimleri bloke edebildiği düşünülmektedir .

Bakır sülfat, elmaya saldıran bazı mantarlarla savaşmak için kullanılır. Algirdas at lt.wikipedia / Public domain. Kaynak: Wikimedia Commons.

Bitkilerde bakırın önemi

Bakır elementi bitkilerin fotosentez, solunum ve antioksidanlara karşı savunma gibi fizyolojik süreçlerinde önemlidir. Hem bu elementin eksikliği hem de fazlası, moleküllerine ve yapılarına zararlı reaktif oksijen türleri üretir.

Optimal bitki büyümesi ve gelişimi için bakır konsantrasyon aralığı çok dardır.

Tarım üzerindeki olumsuz etkiler

Bu ürün tarımsal faaliyetlerde fazla kullanıldığında fitotoksik olabilir, meyvelerin erken gelişmesine neden olabilir ve rengini değiştirebilir.

Ek olarak, toprakta bakır birikir ve mikroorganizmalar ve solucanlar için zehirlidir. Bu organik tarım kavramı ile çelişiyor.

CuSO ₄ organik tarımda kullanılmasına rağmen solucanlar için zararlı olabilir. Yazar: Patricia Maine Degrave. Kaynak: Pixabay.

Kimyasal reaksiyonların katalizinde

Susuz CuSO ₄ , organik karbonil bileşiklerinin dioller veya epoksitleri ile çeşitli reaksiyonları için bir katalizör görevi görerek dioksolanlar veya asetonidler oluşturur. Bu bileşik sayesinde, reaksiyonlar hafif koşullar altında gerçekleştirilebilir.

Susuz CuSO _4'ün bir katalizör görevi gördüğü bir reaksiyon örneği . Yazar: Marilú Stea.

Katalitik etkisinin, ikincil, üçüncül, benzilik ve alilik alkollerin karşılık gelen olefinlerine dehidratlanmasına izin verdiği de bildirilmiştir. Reaksiyon çok basit bir şekilde gerçekleştirilir.

Saf alkol ile birlikte ısıtılır susuz CuSO ₄ 0.5-1.5 saatlik bir süre boyunca 100-160 ° C arasında bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. Bu, alkolün dehidrasyonu ile sonuçlanır ve olefin, reaksiyon karışımından saf olarak damıtılır.

Susuz bakır (II) sülfat ile bir alkolün dehidrasyonu. Yazar: Marilú Stea.

Bir dehidre edici ajan olarak

Bu bileşik kimya laboratuvarlarında kurutucu olarak kullanılır. Çözücüler gibi organik sıvıları kurutmak için kullanılır. Suyu emerek pentahidrat bileşiği CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Beyaz susuz CuSO ₄ suyu emdiğinde, mavi pentahidrat bileşiği CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) dönüşür . Kaynak: Wikimedia Commons.

Polimerleri geliştirmek için

Susuz CuSO ₄ , belirli polimerlerin özelliklerini iyileştirirken geri dönüştürülebilir olmalarına izin vermek için kullanılmıştır.

Örneğin asetondaki bileşiğin partikülleri, CuSO ₄ partiküllerini çok küçük yapmaya çalışarak özel bir değirmende akrilonitril-butadien kauçuğu ile karıştırıldı .

Bakır sülfat, polimerin bağlanma noktalarını iyileştirerek yüksek mukavemet, sertlik ve şaşırtıcı esnekliğe sahip bir karışım oluşturur.

Durdurulan terapötik uygulamalarda

Geçmişte, birisi beyaz fosfor zehirlenmesinden muzdarip olduğunda mide yıkaması için bakır sülfat solüsyonları kullanılıyordu. Bununla birlikte, çözelti, bakır zehirlenmesini önlemek için derhal karıştırıldı.

Bu bileşiğin solüsyonları, fosforlu cilt yanıkları üzerindeki topikal uygulamalar için diğer maddelerle birlikte kullanılmıştır.

Bazen çocuklarda belirli beslenme anemisi formlarında, parenteral beslenme alan, yani ağızdan kendi kendine beslenemeyen kişilerde bakır eksikliğinde yararlıdırlar.

Bazı egzama, impetigo ve intertrigo losyonları CuSO ₄ içeriyordu . Solüsyonlar göz enfeksiyonlarında büzücü olarak kullanıldı. Bazen kristaller doğrudan yanıklara veya ülserlere uygulandı.

Tüm bu uygulamalar, bu bileşiğin fazlalığının neden olabileceği toksisite nedeniyle artık gerçekleştirilmemektedir.

Referanslar

1. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Bakır sülfat. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
2. Lide, DR (editör) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 ^inci CRC Basın.
3. Montag, J. vd. (2006). Venturia inaequalis'in Conidia'sına Karşı Bakır Hidroksit ve Bakır Sülfatın Enfeksiyon Sonrası Aktiviteleri Üzerine Bir In Vitro Çalışma. J. Agric. Food Chem.2006, 54, 893-899. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
4. Holloway, AC vd. (2011). Staphylococcus aureus'a karşı bakır (II) sülfat ve C vitamini ilavesiyle tam ve alt fraksiyone beyaz çayın antimikrobiyal aktivitelerinin arttırılması; mekanik bir yaklaşım. BMC Complement Altern Med 11, 115 (2011). Bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com adresinden kurtarıldı.
5. Sanz, A. vd. (2018). Arabidopsis thaliana yüksek afiniteli COPT taşıyıcılarının bakır alım mekanizması. Protoplasm 256, 161-170 (2019). Link.springer.com'dan kurtarıldı.
6. Griminger, P. (1977). Bakır sülfatın yumurta üretimi ve kabuk kalınlığı üzerine etkisi. Poultry Science 56: 359-351, 1977. Academic.oup.com adresinden erişildi.
7. Hanzlik, RP ve Leinwetter, M. (1978). Susuz Bakır Sülfatla Katalize Edilen Epoksitlerin ve Karbonil Bileşiklerinin Reaksiyonları. J. Org. Chem., Cilt 43, No. 3, 1978. pubs.acs.org'dan alındı.
8. Okonkwo, AC ve diğerleri. (1979). Saflaştırılmış Diyetlerle Beslenen Yavru Domuzların Bakır Gereksinimi. The Journal of Nutrition, Cilt 109, Sayı 6, Haziran 1979, Sayfa 939-948. Academic.oup.com'dan kurtarıldı.
9. Hoffman, RV vd. (1979). Susuz Bakır (II) Sülfat: Alkollerin Sıvı Faz Dehidrasyonu için Etkili Bir Katalizör. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
10. Shao, C. vd. (2018). Koordinasyon çapraz bağlama ile hazırlanan akrilonitril-bütadien kauçuk / susuz bakır sülfat kompozitlerinin geliştirilmiş gerilme mukavemeti. Polım. Boğa. 76, 1435-1452 (2019). Link.springer.com'dan kurtarıldı.
11. Betts, JW vd. (2018). Yeni Antibakteriyeller: Geleneksel Antibiyotiklere Alternatifler. Bakır. Mikrobiyal Fizyolojideki Gelişmelerde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı
12. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
13. Google Sites. Susuz Bakır Sülfat yap. Paradox Ev Kimyasında. Sites.google.com'dan kurtarıldı.