KOBBERSULFAT (CUSO4): STRUKTUR, EGENSKAPER, OPPNÅELSE, BRUK - KJEMI - 2026

Den kobbersulfat er en uorganisk forbindelse som består av grunnstoffene kobber (Cu), svovel (S) og oksygen (O). Den kjemiske formelen er CuSO ₄ . Kobber er i oksidasjonstilstand +2, svovel +6, og oksygen har en valens på -2.

Det er et hvitt fast stoff som når det utsettes for fuktighet i miljøet blir til det blå pentahydratet CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Det hvite faste stoffet oppnås ved å varme det blå for å eliminere vann.

Vannfri kobbersulfat (CuSO ₄ ) (uten vann i sin krystallstruktur). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Det har blitt brukt som et antibakterielt middel i århundrer for å helbrede sår hos mennesker og dyr. Det fungerer også som et soppdrepende middel, som en snerpende middel, som en antidiarrheal og for å kontrollere tarmsykdommer hos dyr. Det brukes også som et soppdrepende middel i planter.

Noen av bruksområdene er imidlertid avviklet fordi overskuddet kan være giftig for mennesker, dyr og planter. Konsentrasjonsområdet det kan brukes i er smalt og avhenger av arten.

Det brukes som katalysator i kjemiske reaksjoner og som et tørkemiddel for løsningsmidler. Det gjør det mulig å forbedre motstanden og fleksibiliteten til noen polymerer.

For store mengder av denne forbindelsen kan være skadelige i jordsmonn, siden det er giftig for mikroorganismer som er gunstige for planter.

Struktur

Kobbersulfat består av et kobberion (Cu ²⁺ ) og et sulfation (SO ₄ ^2- ).

Ionisk struktur av kobber (II) sulfat. Forfatter: Marilú Stea.

På grunn av tapet av to elektroner har kobber (II) ionet følgende elektronisk konformasjon:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Det kan sees at den har den ufullstendige 3d orbitalen (den har 9 elektroner i stedet for 10).

nomenklatur

• Vannfri kobbersulfat
• Kobber (II) sulfat
• Cupric sulfate

Egenskaper

Fysisk tilstand

Hvitt eller grønnhvit fast stoff i form av krystaller.

Molekylær vekt

159,61 g / mol

Smeltepunkt

Ved 560 ° C brytes den ned.

tetthet

3,60 g / cm ³

løselighet

22 g / 100 g vann ved 25 ° C. Uoppløselig i etanol.

Kjemiske egenskaper

Når de utsettes for luftfuktighet under 30 ° C, blir det pentahydratet forbindelsen CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Vandige oppløsninger er blå på grunn av dannelsen av hexaacuocopper (II) ²⁺ -ionet som gir fargen. I dette ionet er to av vannmolekylene lenger borte fra metallatomet enn de fire andre.

Deformert struktur av hexaacuocopper (II) ²⁺ ion . Benjah-bmm27 / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Dette skyldes den såkalte Jahn-Teller-effekten, som spår at denne typen systemer vil oppleve forvrengning forårsaket av at Cu ²⁺ har en elektronisk struktur som ender i d ⁹ , det vil si en ufullstendig bane (det ville være fullstendig hvis ville være d ¹⁰ ).

Hvis ammoniakk (NH ₃ ) tilsettes til disse løsningene, er kompleksene dannet i hvilke NH ₃ suksessivt forskyver vannmolekylene. De dannes for eksempel fra ²⁺ til ²⁺ .

Når CuSO ₄ blir oppvarmet til spaltning, avgir den giftige gasser og blir til kobberoksyd CuO.

Å skaffe

Vannfri kobbersulfat kan oppnås ved total dehydrering av pentahydratforbindelsen, som oppnås ved å varme den opp til vannmolekylene fordamper.

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

Den pentahydrated forbindelsen er blå, slik at når det krystallvann går tapt, den hvite vannfri CuSO ₄ blir oppnådd .

applikasjoner

Noen av bruksområdene overlapper det med pentahydratforbindelsen. Andre er spesifikke for vannfri substans.

Som et antibakterielt middel

Det har potensiale som et antimikrobielt middel. Det har blitt brukt i tusenvis av år, inkludert i sør- og sentralamerikanske kulturer, for å forhindre sårinfeksjon ved hjelp av gasbind dynket i en løsning av denne forbindelsen.

Det anslås at i mekanismen for deres antibakterielle aktivitet, danner Cu ²⁺ -ioner chelater med enzymer som er avgjørende for cellulære funksjoner hos bakterier, og deaktiverer dem. De induserer også dannelse av hydroksylradikaler OH •, som skader bakteriene og deres DNA-membraner.

CuSO ₄ kan virke mot noen patogene bakterier. Forfatter: Gerd Altmann. Kilde: Pixabay.

Nylig er det rapportert at spor av CuSO ₄ kan øke den antimikrobielle aktiviteten til naturlige produkter som er rike på polyfenoler, for eksempel ekstrakter av granateple og infusjoner av noen typer teplanter.

I veterinærapplikasjoner

Det brukes som et antiseptisk og snerpende middel for slimhinner og til å behandle konjunktivitt og ekstern otitt. Det brukes til å utføre terapeutiske eller profylaktiske bad for å unngå rotting på beina, sauer og andre pattedyr.

De vandige oppløsningene av CuSO ₄ brukes til å herde høve fra storfe. Forfattere: Ingrid und Stefan Melichar. Kilde: Pixabay.

Det fungerer som et kaustisk middel for nekrotiske masser på lemmene til storfe, magesår og granulært vev av disse. Det brukes som et soppmiddel i behandling av ringorm og soppsykdommer i huden.

Det brukes også som et emetikum (middel for å indusere oppkast) hos griser, hunder og katter; som en antidiarrheal smerter for kalver og for å kontrollere tarmmoniliasis hos fjærkre og trikomoniasis hos kalkuner.

Som et supplement i dyrefôr

Kobbersulfat har blitt brukt som et supplement i veldig små mengder for å fôre storfe, svin og fjærkre. Det brukes til å behandle kobbermangel hos drøvtyggere. Når det gjelder svin og fjærkre brukes det som et vekststimulerende middel.

Kobber er identifisert som essensielt for hemoglobinbiosyntese hos pattedyr, kardiovaskulær struktur, benkollagensyntese, enzymsystemer og reproduksjon.

Som nevnt i forrige seksjon kan det også gis som en medisin for bekjempelse av sykdommer. Tilskudd og / eller medisineringsnivåer bør imidlertid overvåkes nøye.

Fjærkre og eggene deres kan påvirkes av overflødig kobbersulfat i kostholdet. Forfatter: Pexels. Kilde: Pixabay.

Fra en viss mengde, som avhenger av hver art, kan vekstnedgang, tap av matlyst og vekt, skade på visse organer og til og med død av dyr.

For eksempel, hos kyllinger, reduserer tilskuddet på 0,2% eller mer matinntaket med det derav følgende vektnedgangen, en nedgang i produksjonen av egg og tykkelsen på skjellene.

I landbruksapplikasjoner

I organiske produksjonssystemer er det ikke tillatt å bruke syntetiske soppdrepende midler, bare produkter som er basert på kobber og svovel aksepteres, for eksempel kobbersulfat.

For eksempel drepes visse sopp som angriper epleplanter, for eksempel Venturia inaequalis, med denne forbindelsen. Cu ²⁺ -ioner antas å være i stand til å komme inn i soppsporen, denaturere proteiner og blokkere forskjellige enzymer.

Kobbersulfat brukes til å bekjempe noen sopp som angriper epler. Algirdas at lt.wikipedia / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Betydningen av kobber i planter

Elementet kobber er viktig i fysiologiske prosesser av planter som fotosyntese, respirasjon og forsvar mot antioksidanter. Både mangelen på dette elementet og dets overskudd genererer reaktive oksygenarter som er skadelige for deres molekyler og strukturer.

Utvalget av kobberkonsentrasjoner for optimal plantevekst og utvikling er veldig smalt.

Negative effekter på landbruket

Når dette produktet brukes i overkant i landbruksaktiviteter, kan det være fytotoksisk, forårsake for tidlig utvikling av frukt og endre farge.

I tillegg akkumuleres kobber i jorden og er giftig for mikroorganismer og meitemark. Dette er i konflikt med konseptet organisk landbruk.

Selv om CuSO ₄ brukes i organisk landbruk, kan det være skadelig for meitemark. Forfatter: Patricia Maine Degrave. Kilde: Pixabay.

Ved katalyse av kjemiske reaksjoner

Vannfri CUSO ₄ tjener som en katalysator for forskjellige reaksjoner av organiske karbonylforbindelser med dioler eller deres epoksyder, som danner dioksolaner eller acetonider. Takket være denne forbindelsen kan reaksjoner utføres under milde forhold.

Eksempel på en reaksjon hvori vannfri CuSO ₄ fungerer som en katalysator. Forfatter: Marilú Stea.

Det er også blitt rapportert at dens katalytiske virkning gjør det mulig å dehydrere sekundære, tertiære, benzyliske og allyliske alkoholer til deres tilsvarende olefiner. Reaksjonen utføres veldig enkelt.

Den rene alkohol oppvarmes sammen med den vannfri CuSO ₄ ved en temperatur på 100-160 ° C i et tidsrom på 0,5-1,5 timer. Dette resulterer i dehydrering av alkoholen og olefinet destilleres rent fra reaksjonsblandingen.

Dehydrering av en alkohol med vannfri kobber (II) sulfat. Forfatter: Marilú Stea.

Som et dehydratiseringsmiddel

Denne forbindelsen brukes i kjemilaboratorier som et tørkemiddel. Det brukes til å dehydrere organiske væsker som løsemidler. Det absorberer vann under dannelse av pentahydratet forbindelsen CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Når den hvite vannfri CuSO ₄ absorberer vann konverterer den til den blå pentahydrat forbindelsen CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

For å forbedre polymerer

Vannfri CuSO ₄ har blitt brukt for å forbedre egenskapene til visse polymerer, samtidig som de kan gjenvinnes.

For eksempel har partikler av forbindelsen i aceton vært blandet med akrylonitril-butadien-gummi i en spesiell mølle, prøver å gjøre CUSO ₄ partiklene meget liten.

Kobbersulfat forbedrer bindingspunktene til polymeren, og danner en blanding med høy styrke, hardhet og overraskende fleksibilitet.

I utgåtte terapeutiske applikasjoner

Tidligere ble kobbersulfatløsninger brukt til gastrisk skylling når noen led av hvit fosforforgiftning. Imidlertid ble løsningen omgående omrørt for å unngå kobberforgiftning.

Løsninger av denne forbindelsen ble også brukt sammen med andre stoffer for aktuelle applikasjoner på fosfor hudforbrenninger.

Noen ganger serverte de i visse former for ernæringsanemi hos barn og i kobbermangel hos forsøkspersoner som fikk parenteral ernæring, det vil si folk som ikke kan mate seg selv gjennom munnen.

Visse eksem-, impetigo- og intertrigo-lotioner inneholdt CuSO ₄ . Løsningene ble brukt som snerpende ved øyeinfeksjoner. Noen ganger ble krystallene påført direkte på brannskader eller magesår.

Alle disse applikasjonene utføres ikke lenger på grunn av den toksisiteten som overflødig av denne forbindelsen kan indusere.

referanser

1. US National Library of Medicine. (2019). Kobbersulfat. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktør) (2003). CRC Håndbok for kjemi og fysikk. 85 ^th CRC Press.
3. Montag, J. et al. (2006). En in vitro-studie om postinfeksjonsaktiviteter av kobberhydroksid og kobbersulfat mot Conidia of Venturia inaequalis. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 893-899. Gjenopprettet fra link.springer.com.
4. Holloway, AC et al. (2011). Forbedring av antimikrobiell aktivitet av hel og underfraksjonert hvit te ved tilsetning av kobber (II) sulfat og C-vitamin mot Staphylococcus aureus; en mekanistisk tilnærming. BMC Complement Altern Med 11, 115 (2011). Gjenopprettet fra bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com.
5. Sanz, A. et al. (2018). Kobberopptaksmekanisme av Arabidopsis thaliana COPT-transportører med høy affinitet. Protoplasm 256, 161-170 (2019). Gjenopprettet fra link.springer.com.
6. Griminger, P. (1977). Effekt av kobbersulfat på eggproduksjon og skalltykkelse. Poultry Science 56: 359-351, 1977. Hentet fra academic.oup.com.
7. Hanzlik, RP og Leinwetter, M. (1978). Reaksjoner av epoksider og karbonylforbindelser katalysert av vannfritt kobbersulfat. J. Org. Chem., Vol.43, No.3, 1978. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
8. Okonkwo, AC et al. (1979). Kobberkrav av babygriser Fedrensede dietter. Journal of Nutrition, bind 109, utgave 6, juni 1979, side 939-948. Gjenopprettet fra academic.oup.com.
9. Hoffman, RV et al. (1979). Vannfri kobber (II) sulfat: en effektiv katalysator for flytende dehydrering av alkoholer. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
10. Shao, C. et al. (2018). Forbedret strekkfasthet av akrylonitril-butadien-gummi / vannfri kobbersulfatkompositter fremstilt ved koordinering av tverrbinding. Polvm. Okse. 76, 1435-1452 (2019). Gjenopprettet fra link.springer.com.
11. Betts, JW et al. (2018). Roman Antibacterials: Alternativer til tradisjonelle antibiotika. Kobber. I fremskritt i mikrobiell fysiologi. Gjenopprettet fra sciencedirect.com
12. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
13. Google Nettsteder. Lag vannfritt kobbersulfat. I Paradox Home Chemistry. Gjenopprettet fra sites.google.com.