硫酸铜
硫酸铜 | |||
---|---|---|---|
| |||
| |||
IUPAC名 Copper(II) sulfate 硫酸铜 | |||
别名 | 蓝矾,胆矾,曾青,石膽 | ||
识别 | |||
CAS号 | 7758-98-7(无水物) ![]() 16448-28-5(三水合物) ![]() 7758-99-8(五水合物) ![]() 19086-18-1(七水合物) ![]() | ||
PubChem | 24462 | ||
ChemSpider | 22870 | ||
SMILES |
| ||
InChI |
| ||
InChIKey | ARUVKPQLZAKDPS-NUQVWONBAI | ||
EINECS | 231-847-6 | ||
ChEBI | 23414 | ||
RTECS | GL8800000 | ||
KEGG | C18713 | ||
性质 | |||
化学式 | CuSO4·5H2O(五水) CuSO4(无水) | ||
摩尔质量 | (五水)249.684 g/mol (無水)159.608 g·mol⁻¹ | ||
外观 | 蓝色结晶固体(五水) 灰白色粉末(無水) | ||
密度 | 3.60 g/cm3 (無水) 2.286 g/cm3 (五水) | ||
熔点 | 110 °C (− 4H2O) 200 °C (473 K) (− 5H2O) 分解溫度560 °C | ||
溶解性(水) | 31.6 g/100 ml (0 °C) | ||
结构 | |||
晶体结构 | 三斜晶系 | ||
配位几何 | 八面體 | ||
热力学 | |||
ΔfHm⦵298K | -769.98 kJ/mol | ||
S⦵298K | 109.05 J.K−1.mol−1 | ||
危险性 | |||
警示术语 | R:R22, R50/53 | ||
安全术语 | S:S2, S22, S46, S60, S61 | ||
欧盟分类 | 有害(Xn) 对环境有害(N) | ||
NFPA 704 | |||
闪点 | 不可燃 | ||
致死量或浓度: | |||
LD50(中位剂量)
|
300 mg/kg (大鼠,口服) 87 mg/kg (小鼠,口服) 470 mg/kg (哺乳动物,口服) | ||
相关物质 | |||
其他阴离子 | 硒酸铜 硫酸亚铜 | ||
其他阳离子 | 硫酸银 | ||
相关化学品 | 硫酸亚铜 五水合硫酸铜 | ||
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
硫酸铜,化学式CuSO4[3][4],無水為白色粉末,或因不纯而呈淡灰绿色,是可溶性铜盐。硫酸铜常见的形态为其结晶体,一水合硫酸四水合铜([Cu(H2O)4]SO4·H2O,即五水合硫酸铜),为蓝色固体,故俗名為蓝矾、胆矾。其水溶液因水合铜离子的缘故而呈现出蓝色,故在实验室里无水硫酸铜常被用于检验水的存在。在现实生产生活中,硫酸铜常用于炼制精铜,與熟石灰混合可製农药波尔多液。硫酸铜属于重金属盐,味酸,略有苦味,有毒,成人致死剂量0.9g/kg。若误食,应立即大量食用或飲用牛奶、鸡蛋清、牛肉等富含蛋白质食品,或者使用EDTA钙钠盐解毒。
制备
[编辑]![](http://178.128.105.246/host-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/Synthesizing_Copper_Sulfate.jpg/220px-Synthesizing_Copper_Sulfate.jpg)
- CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
碳酸銅跟硫酸反應都可以製備硫酸銅:
亦可用铜电极电解硫酸制得。也可以用浓硫酸和铜共热制取:
也可用碱式碳酸铜加酸分解來製備硫酸銅。
化学性质
[编辑]置换反应
[编辑]金属活动性位于铜之前的金属可以将硫酸铜溶液中的铜置换出来,如:
明朝《本草綱目》記載硫酸銅(膽礬)「能化鐵為銅」,說明古代人們已經明白有這種置換反應。
配体取代反应
[编辑]硫酸铜和适量氨水反应,生成氢氧化铜沉淀,当氨水过量时,沉淀溶解,形成深蓝色的硫酸四氨合铜溶液,结晶可得到晶体:[6]
- CuSO4 + 2 NH3·H2O → Cu(OH)2↓ + (NH4)2SO4
- CuSO4 + 4 NH3·H2O → [Cu(NH3)4]SO4 + 4 H2O
热分解
[编辑]![](http://178.128.105.246/host-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/70/Hydrating-copper%28II%29-sulfate.jpg/220px-Hydrating-copper%28II%29-sulfate.jpg)
硫酸铜五水合物在56.5 °C可以分解为浅蓝色的三水合物,在70.5 °C生成一水合物。[7]也有文献指出根据反应条件的不同,分解温度也不同,如95.6 °C五水合物分解为三水合物,液相以饱和溶液的形式存在,或103 °C时的硫酸铜饱和溶液析出三水合物。[8]另外,在较高温度下无水硫酸铜可以分解形成水[來源請求]、氧化铜、三氧化硫,古人曾用此方法制备硫酸。
用途
[编辑]硫酸铜可以用于杀灭真菌。与石灰水混合后生成波尔多液,用于控制柠檬、葡萄等作物上的真菌。[9] 稀溶液用于水族馆中灭菌[10] 以及除去蜗牛。由于铜离子对鱼有毒,用量必须严格控制。大多数真菌只需非常低浓度的硫酸铜就可被杀灭。此外,硫酸铜也可用来控制大肠杆菌。 硫酸銅也可用於除藻,其機制為铜離子穿透細胞壁取代葉綠素中的镁離子,使葉綠體無法行光合作用,進而滅亡。
化學用途
[编辑]菇農業
[编辑]室內種菇可能用來作為農藥,如果菇表面有藍色即是代表被污染和不能食用。
分析试剂
[编辑]几种化学分析都需用到硫酸铜。它用于斐林试剂和班氏试剂中检验还原糖。在反应中,二价铜离子被还原成一价的不溶红色沉淀氧化亚铜。硫酸铜还可用于双缩脲试剂中用来检测蛋白质,其原理是铜与蛋白质会形成紫色的络合物。
硫酸铜可用于检验贫血。将血样滴入硫酸铜溶液中,若血样中含足够血红蛋白,血样会快速下沉;若血红蛋白含量不够,血样会悬浮在溶液中。[11]
有机合成
[编辑]硫酸铜可以用于有机合成。[12] 无水盐用于催化缩醛反应。[13] 五水盐与高锰酸钾反应生成一种氧化剂,用于伯醇的转换。[14]
化学教育
[编辑]硫酸铜通常被包含在儿童的化学实验试剂中,用于晶体的生成试验和电镀铜实验。因为它的毒性,不建议幼儿使用。硫酸铜常用于演示放热反应,演示时将镁条插入硫酸铜溶液中。硫酸铜还可以用来演示晶体失水风化和得到结晶水的过程。[15]
在初中化学中,利用硫酸铜与铁发生的置换反应验证质量守恒定律,以及研碎硫酸铜晶体来区分物理变化和化学变化。[16]
藥用
[编辑]硫酸銅亦可以用作催吐劑[17],現在則認為這樣用毒性太大[18]。但其仍是世界衛生組織ATC代码 (V03)列出的一種解毒劑[19]。
硫酸铜配成溶液后可以和白磷反应,在白磷烧伤和白磷中毒上有应用。[20]
注释
[编辑]- ^ Common Chemistry - Substance Details - 7758-98-7 : Sulfuric acid copper(2+) salt (1:1). www.commonchemistry.org. [2018-06-28]. (原始内容存档于2018-06-29).
- ^ Common Chemistry - Substance Details - 7758-99-8 : Sulfuric acid copper(2+) salt (1:1), pentahydrate. www.commonchemistry.org. [2018-06-28]. (原始内容存档于2018-06-29).
- ^ Copper(II) sulfate MSDS. 牛津大学. [2007-12-31]. (原始内容存档于2007-10-11).
- ^ 硫酸铜字典-Guidechem.com (页面存档备份,存于互联网档案馆)(英文)
- ^ 陈日耀, 程蔚, 郑曦,等. 置换法生产硫酸亚锡的新工艺流程研究[J]. 化学工程与装备, 2000(4):21-23.
- ^ 陈玲. 硫酸四氨合铜的制备及成分测定[J]. 广东化工, 2011, 38(11):124-125.
- ^ Wee-Lam Ng, Chee-Cheong Ho, Sow-Kuan Ng. Isothermal dehydration of copper sulfate pentahydrate and trihydrate. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 1978-01, 40 (3): 459–462 [2019-06-10]. doi:10.1016/0022-1902(78)80423-0. (原始内容存档于2019-08-22) (英语).
- ^ J. Paulik, F. Paulik, M. Arnold. Dependence of the thermal decomposition of CuSO4·5H2O on the experimental conditions. Journal of Thermal Analysis. 1988-09, 34 (5-6): 1455–1466 [2019-06-10]. ISSN 0368-4466. doi:10.1007/BF01914370 (英语).
- ^ Uses of Copper Compounds: Copper Sulfate's Role in Agriculture. Copper.org. [2007-12-31]. (原始内容存档于2013-09-07).
- ^ All About Copper Sulfate. National Fish Pharmaceuticals. [2007-12-31]. (原始内容存档于2019-04-14).
- ^ Barbara H. Estridge, Anna P. Reynolds, Norma J. Walters. Basic Medical Laboratory Techniques. Thomson Delmar Learning. 2000: 166. ISBN 0766812065.
- ^ Hoffman, R. V. "Copper(II) Sulfate" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/047084289X.rc247
- ^ Hulce, M. Mallomo, J. P.; Frye, L. L.; Kogan, T. P.; Posner, G. H. (1990). "(S)-( + )-2-(p-Toluenesulfinyl)-2-Cyclopentanone: Precursor for Enantioselective Synthesis of 3-Substituted Cyclopentanones". Org. Synth.; Coll. Vol. 7: 495.
- ^ Jefford, C. W.; Li, Y.; Wang, Y.. "A Selective, Heterogeneous Oxidation using a Mixture of Potassium Permanganate and Cupric Sulfate: (3aS,7aR)-Hexahydro-(3S,6R)-Dimethyl-2(3H)-Benzofuranone". Org. Synth.; Coll. Vol. 9: 462.
- ^ 存档副本. [2019-04-29]. (原始内容存档于2019-02-25).
- ^ 义务教育教科书九年级上册化学. 人民教育出版社. 2012年6月第1版,2015年6月第4次印刷: 7. ISBN 9787107245015.
- ^ Holtzmann NA, Haslam RH. Elevation of serum copper following copper sulfate as an emetic. Pediatrics. July 1968, 42 (1): 189–93 [2012-09-27]. PMID 4385403. (原始内容存档于2010-06-16).
- ^ Olson, Kent C. Poisoning & drug overdose. New York: Lange Medical Mooks/McGraw-Hill. 2004: 175. ISBN 0-8385-8172-2.
- ^ V03
- ^ 张石革, 袁伟晋. 黄磷烧伤创面解毒剂硫酸铜混悬液的制备[J]. 中国药学杂志, 1984, 19(6):7-7.
|
|
|