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中文名:硫酸銅
英文名:Copper sulfate
別稱:無水硫酸銅
化學式:CuSO4
分子量:159.608
CAS登錄號:7758-98-7
EINECS登錄號:231-847-6;215-568-7
熔點:560℃
沸點:不確定
水溶性:易溶于水
密度:3.603g/cm3
外觀:白色或灰白色粉末
應用:制備波爾多液、檢驗化學反應生成水
安全性描述:S22 S60 S61
物理性質
藍色透明晶體。溶于水,微溶于稀乙醇而不溶于無水乙醇。無水硫酸銅粉末無水硫酸銅為灰白色粉末,易吸水變藍綠色的五水合硫酸銅。(無水硫酸銅化學式為CuSO4)
硫酸銅常壓下沒有熔點,受熱失去結晶水后分解,在常溫常壓下很穩定,不潮解,在干燥空氣中會逐漸風化。硫酸銅為藍色不對稱三斜晶系的結晶,比重2.29。在常溫下化學性質穩定,易溶解水,在15℃水中可以溶解16.2%,其水溶液呈藍色,并呈酸性。在空氣化學性質
化學式:CuSO4,是強酸弱堿鹽,由于水解溶液呈弱酸性。吸水性很強,吸水后反應生成藍色的五水合硫酸銅 (俗稱膽礬或藍礬)。(CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O)水溶液呈藍色。將硫酸銅溶液濃縮結晶,可得到五水硫酸銅藍色晶體,俗稱膽礬、銅礬或藍礬(相對密度2.28 ,相對分子質量為249.8,藍色三斜晶體,在干燥空氣中易風化)。加熱至190℃時失去四分子結晶水變為CuSO4·H2O(相對分子質量為177.62,淡綠色粉末)。至258攝氏度變成無水鹽常利用這 一特性來檢驗某些液態有機物中是否含有微量水分。將膽礬加熱至650℃高溫,可分解為黑色氧化銅、二氧化硫及氧氣 。溶于水,不溶于乙醇。在空氣的作用下銅與濃硫酸反應或將氧化銅溶于稀硫酸后,經蒸發,結晶而得。用作定氨催化劑,棉絲媒染劑,木材防腐劑,農用殺蟲劑,水質殺菌劑,醫用嘔吐劑:作為電鍍,染料和皮革工業的原料,無水硫酸銅用作脫水劑和氣體干燥劑。
用途
分析試劑
幾種化學分析都需用到硫酸銅。它用于斐林試劑和班氏試劑中檢驗還原糖。在反應中,二價銅離子被還原成一價的不溶紅色沉淀氧化亞銅。硫酸銅還可用于雙縮脲試劑中用來檢測蛋白質。
硫酸銅可用于檢驗貧血。將血樣滴入硫酸銅溶液中,若血樣中含足夠血紅蛋白,血樣會快速下沉;若血紅蛋白含量不夠,血樣會懸浮在溶液中。
焰色反應中硫酸銅顯藍綠色,比鋇離子的顏色藍得多。
硫酸銅可以用于有機合成。 無水鹽用于催化轉縮醛反應。無水鹽與高錳酸鉀反應生成一種氧化劑,用于伯醇的轉換。有機工業用作合成香料和染料中間體的催化劑,甲基丙烯酸甲酯的阻聚劑。
硫酸銅亦可以用作催吐劑。有人認為這樣用毒性太大,但其仍是世界衛生組織ATC代碼_(V03)列出的一種解毒劑。
硫酸銅可用于殺滅真菌。與石灰水混合后生成波爾多液,作為殺菌劑,用于控制檸檬、葡萄等作物上的真菌,防止果實等腐爛。稀溶液用于水族館中滅菌 以及除去蝸牛。由于銅離子對魚有毒,用量必須嚴格控制。大多數真菌只需非常低濃度的硫酸銅就可被殺滅,大腸桿菌也可以被控制。 此外,養殖業也用作飼料添加劑微量元素銅的主要原料。
硫酸銅通常被包含在兒童的化學實驗試劑中,用于晶體的生成試驗和電鍍銅實驗。因為它的毒性,不建議幼兒使用。硫酸銅常用于演示放熱反應,演示時將鎂條插入硫酸銅溶液中。硫酸銅還可以用來演示晶體失水風化和得到結晶水的過程。 在初中實驗考試中,利用硫酸銅與鐵發生的置換反應驗證質量守恒定律。還可制取硫酸。
制備方法
一般使用廢銅料溶于加入氧化劑(如10%的過氧化氫溶液)的稀硫酸,然后除去鐵等雜質重結晶精制,可以得到大量純度高的硫酸銅。實驗室使用的硫酸銅一般為購買所得,也可以用廢棄的銅化合物溶于硫酸后精制。
電解液回收法廢電解液(含Cu50~60g/L,H2SO4180~200g/L)與經焙燒處理的銅泥制成細銅粉進行反應,反應液分離沉降后清液經冷卻結晶、分離、干燥從而制得硫酸銅成品。
水合物熱解
五水合硫酸銅晶體失水分三步:硫酸銅晶體
首先的兩個僅以配位鍵與銅離子結合的水分子最先失去,大致溫度為102攝氏度。
然后兩個與銅離子以配位鍵結合,并且與外部的一個水分子以氫鍵結合的水分子隨溫度升高而失去,大致溫度為113攝氏度。
最后最外層水分子最難失去,因為它的氫原子與周圍的硫酸根離子中的氧原子之間形成氫鍵,它的氧原子又和與銅離子配位的水分子的氫原子之間形成氫鍵,總體上構成一種穩定的環狀結構,因此破壞這個結構需要較高能量。失去最外層水分子所需溫度大致為258攝氏度。
差熱曲線分析:差熱曲線在185℃時出現顯著的吸熱谷。310℃時出現較小的吸熱谷,是由于脫水引起的。當加熱至805℃和875℃時出現兩個連續的吸熱谷是由于脫失硫酸根引起的。(注:實際操作時由于五水合硫酸銅較易變質,加上雜質含量、儀器準確度等因素的干擾,實驗結果與理論值的差距比較大。)