BAKIR SÜLFAT PENTAHIDRAT: YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Bakır sülfat pentahidrat elemanları bakır (Cu), kükürt (S), oksijen (O) ve su (H, bir inorganik bileşiktir ₂ O). Bakır (II) (Cu ²⁺ ) ve sülfat (SO ₄ ^2- ) iyonları içerir . Kimyasal formülü CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Doğada kalkantit veya kalkantit olarak da adlandırılan kalkantit veya kalkantit oluştururken bulunur. Mavi kristal bir katıdır.

Bakır sülfat pentahidrat kristali CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Yazar: Überraschungsbilder. Kaynak: Wikimedia Commons.

Geviş getiren hayvanlar, domuzlar ve kümes hayvanları gibi bazı hayvanlar için besin takviyesi olarak kullanılır. Tarımda pestisit görevi görür. Madencilik faaliyetlerinde diğer metallerin geri kazanılmasına izin verir.

Mavi tonu nedeniyle kumaşları ve metalleri renklendirmek için kullanılır. Elektriksel olarak iletken kumaşlar elde etmek için selüloz elyaflar üzerine metalik bakır biriktirmek için kullanılmıştır. Aynı zamanda, çeşitli uygulamalarla bakır ve oksitlerinin nanopartiküllerini hazırlamak için kullanılır.

Yüksek konsantrasyonlarda fauna ve flora için toksik olabilir, bu nedenle bazen lagünler ve doğal göletler gibi su ortamlarındaki zararlıları (hayvanlar veya bitkiler) ortadan kaldırmak için kullanılır.

yapı

Bu bileşik, oksidasyon durumunda +2 bakır elementi ve sülfat anyonundan oluşur. İkincisi, her biri -2 değerine sahip dört oksijen atomuyla çevrili +6 değerlikli bir sülfür atomuna sahiptir. Bu şekilde, sülfat iyonunun iki negatif yükü vardır.

Ayrıca yapısında 5 adet su molekülü bulunmaktadır. Aşağıdaki şekilde kristalde çeşitli atomların nasıl düzenlendiğini görebilirsiniz.

CuSO _4'ün Yapısı _• 5H ₂ O. Yazar: Smokefoot. Kaynak: Wikimedia Commons.

Cu ^{+ 2} (turuncu küreler) H 4 molekülleri ile eş zamanlı olarak koordine edilir ₂ (hidrojen = beyaz oksijen kırmızı =) karışımı 2 oksijen atomuna sahip O ₄ ^2- (sülfür = sarı). Şekilde H ₂ O moleküllerinden biri görünür bir serbestlik içindedir, ancak kristal yapının bir parçasıdır.

terminoloji

Kalkantit minerali CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Yazar: Archaeodontosaurus. Kaynak: Wikimedia Commons.

• Bakır sülfat pentahidrat
• Bakır (II) yeterli pentahidrat
• Bluejack
• Mavi taş (İngiliz mavi taşından)
• Kalkantit, kalsantit, kalklaz veya kalas

Özellikleri

Fiziksel durum

Mavi kristal katı.

Moleküler ağırlık

249.686 g / mol

Erime noktası

110 ºC'ye ulaştığında ayrışır.

Yoğunluk

2.286 g / cm ³

Çözünürlük

Suda çözünür: 25 ° C'de 22.0 g / 100 g su Çözünür metanol (CH ₃ OH). Az çözünür etanol (CH ₃ CH ₂ OH).

Kimyasal özellikler

Bu bileşik, su ile temas ettiğinde çözünerek Cu ²⁺ ve SO ₄ ^2- iyonlarını oluşturur . Suda sülfürik asit mevcutsa sudaki çözünürlüğü önemli ölçüde azalır.

H ₂ SO ₄ , SO ₄ ^2- iyonları sağlar ve bu iyon bakır sülfat pentahidratta bulunduğu için varlığı “ortak iyon” etkisi yaratır. Çözünme şu şekilde ifade edilebilir:

CuSO _{4 •} 5H ₂ O (katı) + su ⇔ Cu ²⁺ + SO ₄ ^2- + su

Bu nedenle, eğer öyleyse ₄ ^2- sülfürik asit çözeltisi içinde zaten var olan katı oluşumuna karşı, ve böylece çözünürlüğü azalır solunda, denge geçer.

edinme

Bakır sülfat pentahidrat elde etmenin bir yolu, sulu sülfürik asit çözeltisi (lH mineral malakit eritilmesi, ₂ SO ₄ ) sıcaklığı kontrol edilen bir. Malakit, demir gibi diğer safsızlıklarla birlikte Cu ₂ (OH) ₂ CO ₃ içerir .

Saf olmayan bakır (II) çözeltisi, demir (II) (Fe ²⁺ ) safsızlıklarının demire (III) (Fe ³⁺ ) dönüştürülmesini sağlamak için hidrojen peroksit (H ₂ O ₂ ) ile işlenir . İkincisi, sodyum hidroksit (NaOH) kullanılarak demir hidroksit (Fe (OH) ₃ ) formunda çökeltilir .

Çökeltme, çözelti içinde onu içeren kabın dibine düşen çözünmez bir katı parçacıklarının oluşması anlamına gelir.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O'nun konsantre bir çözeltisinin görünümü Yazar: PublicDomainPictures. Kaynak: Pixabay.

Elde edilen karışım, bir katı Fe (OH) çıkarmak için süzüldü ₃ ve geriye kalan sıvı etanol (Cı ile işlenir ₂ H ₅ OH), metanol (CH ₃ tüm Cu çökeltildi OH) ya da sülfürik asit ²⁺ iyonların olarak CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Etanol, örneğin ilave edildiğinde iyonlar Cu daha az su mevcuttur, böylece orada ²⁺ SO ₄ ^2- çözelti içinde ve birbirine bağlamak için eğilimindedir. Bir kurutucu görevi görür. Ne kadar çok etanol eklerseniz o kadar katı oluşur.

Çöken katı, saflaştırma için yeniden kristalleştirilebilir. Bunun için 80-90 ° C sıcaklıkta suda çözülür ve ardından çözelti 25-30 ° C'ye soğutulur. Pentahidrat bileşiği yeniden çökelir ve safsızlıklar çözelti içinde kalır.

Uygulamalar

Çok çeşitli ticari uygulamalara sahiptir.

Tarımda pestisit, böcek ilacı, herbisit, mantar ilacı, mikrop ilacı ve toprak katkı maddesi olarak hizmet eder. Veteriner tedavilerinde antelmintik, mantar ilacı ve kusturucu (kusmaya neden olmak için) olarak kullanılır.

Boya ve renklendiricilerde mavi veya yeşil pigment, kumaş ve metallerin renklendirilmesinde mordan olarak kullanılır. Aynı zamanda bir fotoğraf baskı toneri olarak ve negatifleri yoğunlaştırmak için bir reaktif olarak.

Madencilik faaliyetlerinde çinko ve kurşunun geri kazanımı için flotasyon reaktifi olarak kullanılır. Diğer bakır bileşiklerinin üretiminde, deri tabaklamada ve ahşabın korunmasında kullanılır.

Hayvan yeminde

Bu bileşik, domuzların diyetinde, özellikle sütten kesilme sonrası aşamada, büyüme hızlandırıcı olarak çok küçük miktarlarda kullanılır. Bu etkiye sahip olduğu mekanizma hala bilinmemektedir.

Bazı araştırmacılar, hayvanların bağırsaklarındaki patojenik veya zararlı bakteri popülasyonunu azalttığını ve dolayısıyla büyümelerini desteklediğini iddia ediyor.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O ile sütten kesilmiş domuz yavrularının gelişimi desteklenebilir. Yazar: MabelAmber. Kaynak: Pixabay.

Diğer bilim adamları, bu hayvanların bağırsaklarının sağlığını iyileştirdiğini belirtiyor, ancak bazı araştırmalar, bakırın intravenöz enjeksiyonunun büyümelerini de iyileştirdiğini gösteriyor.

Kanatlılarda da aynı amaçla kullanılmış, geviş getiren hayvanlarda bakır noksanlığında kullanılmıştır.

Nanopartiküllerin sentezinde

Bakır sülfat pentahidrat, bakır ve bakır (I) oksidin (Cu / Cu ₂ O) karışık nanopartiküllerini elde etmek için kullanılmıştır .

Nanopartiküller, yalnızca bir elektron mikroskobu ile görülebilen son derece küçük yapılardır.

Nanopartikülat formundaki Cu / Cu ₂ O tozu , diğer uygulamaların yanı sıra yarı iletkenlerde ve antimikrobiyal malzemelerde, kimyasal reaksiyonların katalizinde veya hızlandırılmasında kullanılır.

Haşere kontrolü için yapılan çalışmalarda

CuSO _{4 •} 5H ₂ O, Pomacea canaliculata türlerinin salyangozlarına karşı toksisitesini değerlendirmek için deneylerde kullanılmıştır.

Bunlar, bataklıklardan ve lagünlerden göllere ve nehirlere kadar çeşitli ekosistem türlerinde yaşayan Güney Amerika'nın tropikal bölgelerine özgü yumuşakçalardır.

Schistosoma mansoni (bilharzia hastalığına neden olan trematod) gibi bazı konakçı insan parazitleri nedeniyle incelenirler. Salyangozlar, su basmış bölgelerdeki tarımsal ürünlere de zararlı olabilir.

Salyangoz kabukları Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Su bitkisinde salyangozların bıraktığı yumurtalar. Bu salyangozlar bazen CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Shan Lv, Ulusal Parazitik Hastalıklar Enstitüsü / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5) ile kontrol edilebilen bir zararlıdır . Kaynak: Wikimedia Commons.

İncelenen çalışmalara göre, sulu bakır sülfat pentahidrat çözeltileri bu salyangozlar için son derece toksiktir, bu nedenle bu bileşik, istilaya uğramış alanlardan yumuşakçaları ortadan kaldırmak için kullanılabilir.

Bazı araştırmalara göre, bunun nedeni salyangozun bakır iyonuna ihtiyaç duymamasıdır, bu nedenle hayvanın ölümü için bu iyonla sadece temas yeterli olacaktır.

Elektriksel olarak iletken kumaşlarda

Bu bileşik, entegre elektrik sensörleri ile tekstil malzemeleri elde etmek için kullanılmıştır. Bu tip kumaşlar elektrik depolama cihazlarında, basınç sensörlerinde, fotodetektörlerde ve ışık yayan ekranlarda kullanılır.

Elektriksel olarak iletken kumaşlar elde etmek için, "Lyocell" adı verilen yarı sentetik dokuma selüloz elyaf, metalik bakır ile kaplanır. Kaplama, CuSO4 • 5H2O ve diğer yardımcı kimyasal bileşiklerin bir çözeltisinden başlayarak elektrolitik olmayan bir şekilde gerçekleştirilir.

Lyocell lifi. Bu tür kumaş bakır kaplama testlerinde kullanılmıştır. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Bu şekilde elde edilen kumaş, yüksek iletkenliği korurken, deformasyon veya gerilme koşulları altında bile bir elektrik sinyalini aktarabilir.

Çevre üzerindeki etkiler

Daha önce açıklandığı gibi, CuSO _{4 •} 5H ₂ O, suda çözüldüğünde bakır (II) iyonu üretir.

Bakır, canlı organizmaların hücresel aktiviteleri için düşük konsantrasyonlarda gerekli olmasına rağmen, yüksek konsantrasyonlarda toksik olabilir ve hatta ölüme neden olabilir.

Bu nedenle, söz konusu iyonun çevrede bulunması hayvanlar ve bitkiler için bir risk oluşturmaktadır. Su ekosistemlerinde canlılarda ve besin zincirinde biyolojik olarak birikerek hasara neden olabilir.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O su ortamları için zararlı olabilir. Yazar: JamesDeMers. Kaynak: Pixabay.

Aslında, bazı deneyimlerde, su ortamlarının bakır sülfat pentahidrat ile kirlenmesinin, bazı su bitkilerinin biyokütlesinin azalmasına neden olduğu bulunmuştur.

Bu, yüksek konsantrasyonlarda bu tuzun varlığında bitkilerin daha az büyüdüğü anlamına gelir.

Referanslar

1. Lide, DR (editör) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 ^inci CRC Basın.
2. Kokes, H. vd. (2014). Bakır ve demirin malakit cevherinden çözülmesi ve bakır sülfat pentahidratın kimyasal işlemle çökeltilmesi. Engineering Science and Technology, International Journal. 2014; 17 (1): 39-44. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
3. Alves de Azevedo B., JP ve Peixoto, MN (2015). Salvinia biyokütle indirgeme bakır maruz molesta sülfat pentahidrat ( CuSO ₄ .5H ₂ O). Rev. Ambient. Su 2015; 10 (3): 520-529. Doaj.org'dan kurtarıldı.
4. Root, W. vd. (2019). Bakır Kaplı Liyosel Tipi Selüloz Kumaşa Dayalı Esnek Tekstil Gerinim Sensörü. Polimerler 2019, 11, 784. mdpi.com'dan kurtarıldı.
5. Pitelli, RA vd. (2008). Bakır sülfatın akut toksisitesi ve kurutulmuş neem yapraklarının sulu ekstraktının salyangozlarda (Pomacea canaliculata) akut toksisitesi. Açta Sci Biol Sci 2008; 30 (2): 179-184. Doaj.org'dan kurtarıldı.
6. Badawy, SM vd. (2015). Sulu Ortamda Hazırlanan Cu / Cu2O Nanopartiküllerinin Sentezi, Karakterizasyonu ve Katalitik Aktivitesi. Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği ve Kataliz Bülteni. 2015; 10 (2): 169-174. Doaj.org'dan kurtarıldı.
7. Justel, FJ ve diğerleri (2014). Bakır sülfat + sülfürik asit + deniz suyu sistemindeki doymuş çözeltilerin farklı sıcaklıklarda çözünürlükleri ve fiziksel özellikleri. Brezilya Kimya Mühendisliği Dergisi. 2015; 32 (3): 629-635. Doaj.org'dan kurtarıldı.
8. Park, CS ve Kim, BG (2016). Domuzlar için Bakır (II) Sülfat ve Dicopper Klorür Trihidroksitin in vitro Çözünürlüğü. Asya Avustralya'ları. J. Anim. Sci. 2016; 29 (11): 1608-1615. Doaj.org'dan kurtarıldı.
9. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Bakır sülfat pentahidrat. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
10. Wikipedia (2020). Kalkantit. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı.