Реферат на тему:

Сульфат меди(II)

План:

Введение

• 1 Строение кристаллогидрата
• 2 Нахождение в природе
• 3 Получение
• 4 Очистка
• 5 Свойства
• 6 Применение

Введение

Сульфат меди CuSO 4 · 5H 2 O

Сульфат меди(II) (CuSO 4) - белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Однако из водных растворов, а также на воздухе хотя бы с незначительным содержанием влаги кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO 4 · 5H 2 O - медный купорос. Благодаря этому свойству сульфат меди(II) иногда используется в качестве индикатора влажности помещения.

1. Строение кристаллогидрата

Структура медного купороса приведена на рисунке. Как видно, вокруг иона меди координированы два аниона SO 4 2− по осям и четыре молекулы воды (в плоскости), а пятая молекула воды играет роль мостиков, которые при помощи водородных связей объединяют молекулы воды из плоскости и сульфатную группу.

2. Нахождение в природе

В природе изредка встречается минерал халькантит, состав которого близок к CuSO 4 ∙ 5H 2 O

3. Получение

Получают в промышленности: растворением Cu и медных отходов в разб. H 2 SO 4 при продувании воздуха; растворением CuO в H 2 SO 4 ; сульфатизирующим обжигом сульфидов Cu; как побочный продукт электролитич. рафинирования Cu.

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 → 2CuSO 4 + 2H 2 O

В лаборатории можно получить действием концентрированной серной кислотой на медь при нагревании:

Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Температура не должна превышать 60 градусов Цельсия так как образуется побочный продукт:

5Cu + 4H 2 SO 4 → 3CuSO 4 + Cu 2 S + 2H 2 O

4. Очистка

Обычно технический сульфат меди загрязнен сульфатом железа (II). Реактив Ч. Д. А. не содержит ионов Fe 2+ . Реактив загрязнен изоморфически и его невозможно очистить простой перекристаллизацией. В нашем случае можно окислить Fe 2+ до Fe 3+ кипячением полученного раствора сульфата меди с PbO 2 . Fe 2 (SO 4) 3 не формирует изоморфическую смесь с сульфатом меди. После кипячения раствор фильтруют. А потом кристаллизацией получают чистый сульфат меди.

5. Свойства

Растворимость CuSO 4 , г/100 г H 2 O

При нагревании последовательно отщепляет две молекулы воды, переходя в тригидрат CuSO 4 · 3H 2 O (этот процесс, то есть выветривание, частично идёт и просто на воздухе), затем в моногидрат (110°) CuSO 4 · H 2 O, и выше 258 °C образуется безводная соль. Термическое разложение становится заметным выше 650 °C:

2CuSO 4 →(t) 2CuO + 2SO 2 + O 2

Растворимость сульфата меди(II) по мере роста температуры проходит через плоский максимум (см. рис.)

Как и все соли, образованные ионами слабого основания и сильной кислоты, сульфат меди(II) гидролизуется, (степень гидролиза в 0,01М растворе при 15 °C составляет 0,05 %) и даёт кислую среду (pH указанного раствора 4,2). Константа диссоциации составляет 5×10 −3 .

С сульфатами щелочных металлов и аммония образует комплексные соли, например, Na 2 ·6H 2 O.

Окрашивает огонь в зелёный цвет.

6. Применение

Кристаллы сульфата меди (II), выращенные в домашних условиях

Монокристалл сульфата меди (II), выращенный в домашних условиях

Сульфат меди(II) наиболее важная соль меди, часто служит исходным сырьём для получения других соединений.

Безводный сульфат меди можно использовать как индикатор влажности, с его помощью в лаборатории проводят осушку этанола и некоторых других веществ.

Наибольшее количество непосредственно применяемого CuSO 4 расходуется на борьбу с вредителями в сельском хозяйстве, в составе бордосской смеси с известковым молоком - от грибковых заболеваний и виноградной тли.

В строительстве водный раствор сульфата меди применяется для нейтрализации последствий протечек, ликвидации пятен ржавчины, а также для удаления выделений солей («высолов») с кирпичных, бетонных и оштукатуренных поверхностей; а также как средство для предотвращения гниения древесины.

Также он применяется для изготовления минеральных красок, в медицине, как один из компонентов электролитических ванн для меднения и т. п. и как часть прядильных растворов в производстве ацетатного волокна.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E519 (консервант).

В пунктах скупки лома цветных металлов раствор медного купороса применяется для выявления цинка, марганца и магния в алюминиевых сплавах и нержавейке. При выявлении этих металлов появляются красные пятна.