硫酸銅
編輯硫酸銅,又名硫酸銅,是一種無機化合物,化學式為CuSO4。 它形成水合物 CuSO4·nH2O,其中 n 的范圍為 1 到 7。五水合物 (n = 5), 亮藍色晶體,是最常見的硫酸銅 (II) 水合物。 五水合物的舊名稱包括藍礬、青石、銅礬和羅馬礬。 它在水中放熱溶解,得到水絡合物無水硫酸銅是一種淺灰色粉末。
制備與發生
編輯工業上硫酸銅是用熱濃硫酸處理金屬銅或用稀硫酸處理氧化銅而制取的。 對于實驗室使用,通常購買硫酸銅。 低品位銅礦在空氣中緩慢浸出也可生產硫酸銅; 細菌可以用來加速這個過程。
商業硫酸銅通常是 98% 左右的純硫酸銅,可能含有微量水。 無水硫酸銅的質量百分比為 39.81% 的銅和 60.19% 的硫酸鹽,在其藍色含水形式中,按質量百分比為 25.47% 的銅、38.47% 的硫酸鹽(12.82% 的硫)和 36.06% 的水。 根據其用途提供四種晶體尺寸:大晶體(10-40 毫米)、小晶體(2-10 毫米)、雪晶(小于 2 毫米)和風吹粉(小于 0.15 毫米)。
化學性質
編輯碳酸銅五水合物在熔化前分解。 在 63 °C (145 °F) 加熱時,它會失去兩個水分子,然后在 109 °C (228 °F) 時再失去兩個水分子,最后一個水分子會在 200 °C (392 °F) 時失去。
硫酸銅水溶液的化學性質就是銅水絡合物的化學性質,因為在這種溶液中硫酸鹽不與銅結合。 因此,此類溶液與濃鹽酸反應生成四氯銅酸鹽(II):
Cu2+ + 4 Cl? →
CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4
當一塊鐵浸入硫酸銅溶液中時,會發生這種單一金屬置換反應的進一步說明:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
在高中和普通化學教育中,硫酸銅被用作原電池的電解質,通常用作陰極溶液。 例如,在鋅/銅電池中,硫酸銅溶液中的銅離子從鋅中吸收電子并形成金屬銅。
Cu2+ + 2e? → Cu(陰極),E°cell = 0.34 V
硫酸銅通常包含在青少年化學套裝和本科生實驗中。 盡管它有毒性,但它通常用于在學校和鍍銅實驗中生長晶體。 硫酸銅常用于演示放熱反應,其中將鋼絲絨或鎂帶置于 CuSO4 水溶液中。 它用于演示礦物質水合作用的原理。 加熱藍色的五水合物形式,將硫酸銅變成白色的無水形式,同時以五水合物形式存在的水蒸發。 然后將水添加到無水化合物中時,它會變回五水合物形式,恢復藍色。 硫酸銅五水合物很容易從溶液中結晶生成硫酸銅(II),具有吸濕性。
使用
編輯作為殺菌劑和除草劑
硫酸銅已被用于控制湖泊和相關淡水中富營養化的藻類。 它仍然是最有效的殺藻劑處理方法。
波爾多混合物,硫酸銅 (II) (CuSO4) 和氫氧化鈣 (Ca(OH)2) 的懸浮液, 用于控制葡萄、甜瓜和其他漿果上的真菌。 它是由硫酸銅水溶液和消石灰懸浮液混合而成。
硫酸銅的稀溶液用于治療觀賞魚的寄生蟲感染,也用于去除水族箱中的蝸牛和水管中的斑馬貽貝。 然而,銅離子對魚有劇毒。 大多數種類的藻類都可以用極低濃度的硫酸銅來控制。
分析試劑
一些化學測試使用硫酸銅。 用于費林溶液和本尼迪克特溶液中測試還原糖,將可溶性藍色硫酸銅(II)還原為不溶性紅色氧化銅(I)。 硫化銅也用于雙縮脲試劑中,用于檢測蛋白質。
硫酸銅用于檢測血液中是否存在貧血。 將血液滴入已知比重的硫酸銅溶液中——具有足夠血紅蛋白的血液由于其密度而迅速下沉,而下沉緩慢或根本沒有下沉的血液則血紅蛋白量不足。
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