Đồng(II) sulfat

Đồng(II) sunfat
Danh pháp IUPAC	Copper(II) sulfate
Tên khác	Cupric sunfat; Đồng sunfat; Vitriol xanh dương; Bluestone; Đồng monosunfat; Đồng(II) sunfat(VI); Đồng sunfat(VI); Đồng monosunfat(VI); Cuprum(II) sunfat; Cuprum(II) sunfat(VI); Cuprum sunfat; Cuprum sunfat(VI); Cuprum monosunfat; Cuprum monosunfat(VI)
Nhận dạng
Số CAS	7758-98-7
PubChem	24462
Số EINECS	231-847-6
Số RTECS	GL8800000 (khan); GL8900000 (5 nước)
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [O-]S(=O)(=O)[O-].[Cu+2] ;
InChI	đầy đủ 1/Cu.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2;
ChemSpider	22870
UNII	KUW2Q3U1VV
Thuộc tính
Công thức phân tử	CuSO4
Khối lượng mol	159,6096 g/mol (khan); 177,62488 g/mol (1 nước); 213,65544 g/mol (3 nước); 249,686 g/mol (5 nước); 267,70128 g/mol (6 nước); 285,71656 g/mol (7 nước); 321,74712 g/mol (9 nước); 952,28192 g/mol (44 nước)
Bề ngoài	bột trắng (khan); tinh thể lam (5 nước); tinh thể xanh dương (7 nước)
Khối lượng riêng	3,603 g/cm³ (khan); 2,284 g/cm³ (5 nước); 1,944 g/cm³ (7 nước, 21 ℃)
Điểm nóng chảy	110 °C (383 K; 230 °F) (4 nước); 150 °C (302 °F; 423 K) (5 nước); 650 °C (1.202 °F; 923 K) (phân hủy)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	5 nước:; 316 g/L (0 ℃); 2033 g/L (100 ℃)dạng chưa xác định:; 320 g/L (20 ℃); 618 g/L (60 ℃); 1140 g/L (100 ℃)
Độ hòa tan	khan:; không hòa tan trong etanol5 nước:; hòa tan trong methanol; 10,4 g/L (18 ℃); không hòa tan trong etanol; tan trong một số phối tử phổ biến (tạo phức)
Chiết suất (nD)	1,514 (5 nước)
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Ba nghiêng
Tọa độ	bát diện
Nhiệt hóa học
Entropy mol tiêu chuẩn So298	109,05 J K-1 mol-1
Các nguy hiểm
MSDS	anhydrous; pentahydrate
Phân loại của EU	Có hại (Xn); Ăn mòn (Xi); Nguy hiểm cho môi trường (N)
Chỉ mục EU	029-004-00-0
NFPA 704	0 2 1
Chỉ dẫn R	R22, R36/38, R50/53
Chỉ dẫn S	S2, S22, S60, S61
Điểm bắt lửa	không bắt lửa
LD50	300 mg/kg (đường miệng, chuột); 87 mg/kg (oral, chuột); 470 mg/kg (oral, mammal)
Các hợp chất liên quan
Cation khác	Niken(II) sunfat; Kẽm sunfat
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Đồng(II) sunfat là một hợp chất hóa học vô cơ với công thức là Cu SO₄. Muối này tồn tại dưới một vài dạng ngậm nước khác nhau: CuSO₄ (muối khan, khoáng vật chalcocyanit), CuSO₄·5H₂O (dạng pentahydrat phổ biến nhất, khoáng vật chalcanthit), CuSO₄·3H₂O (dạng trihydrat, khoáng vật bonatit) và CuSO₄·7H₂O (dạng heptahydrat, khoáng vật boothit).

Đồng(II) sunfat CuSO₄ là chất bột màu trắng, hút mạnh hơi ẩm của không khí để tạo thành hydrat CuSO₄·5H₂O màu lam. Lợi dụng tính chất này, người ta dùng CuSO₄ khan để phát hiện nước ở lẫn trong hợp chất hữu cơ.

Điều chế

CuSO₄·5H₂O được điều chế bằng cách hòa tan đồng(II) oxit, hydroxide hay muối cacbonat trong dung dịch axit sunfuric. Muối khan được tạo nên khi làm mất nước pentahydrat ở 250 ℃.

Tính chất

Pentahydrat CuSO₄·5H₂O là những tinh thể tam tà màu xanh lam, trong đó ion Cu²⁺ được phối trí kiểu bát diện lệch. Bao quanh ion Cu²⁺ có bốn phân tử nước cùng nằm trên một mặt phẳng, hai nhóm SO₄²⁻ nằm ở hai phía của mặt phẳng và trên cùng một trục còn phân tử H₂O thứ năm, bằng liên kết hydro, liên kết với một phân tử H₂O của mặt phẳng và với một nhóm SO₄²⁻. Khi đun nóng, pentahydrat mất nước dần và đến 250 ℃ biến thành muối khan:

CuSO₄·5H₂O → CuSO₄·3H₂O → CuSO₄·H₂O → CuSO₄.

Pentahydrat CuSO₄·5H₂O là hóa chất thông dụng nhất của đồng. Nó được dùng vào việc tinh chế đồng kim loại bằng phương pháp điện phân, dùng làm thuốc trừ sâu trong công nghiệp và dùng để điều chế nhiều hợp chất của đồng.

Các dạng ngậm nước khác

CuSO₄·6H₂O, CuSO₄·7H₂O, CuSO₄·9H₂O và CuSO₄·44H₂O đều được biết đến. Heptahydrat có cấu trúc giống FeSO₄·7H₂O, tồn tại dưới dạng tinh thể màu xanh dương, D_{21 ℃} = 1,944 g/cm³. Nonahydrat là kết quả của việc nghiên cứu hệ CuSO₄–H₂O ở -20,3 ℃. Muối băng chứa 44 nước được tạo ra khi tách dung dịch CuSO₄ đặc ở -2 ℃ rồi loại bỏ phần không tinh khiết.^[1]

Ứng dụng

Một lượng lớn đồng(II) sunfat pentahydrat được sản xuất ra để sử dụng trong nông nghiệp với vai trò là kháng nấm bệnh. Vì vậy, nó là thành phần quan trọng trong thuốc diệt cỏ, diệt nấm và trừ sâu. Đồng thời, nó giúp bổ sung vi lượng Cu khi cây bị thiếu. Nó có ảnh hưởng đến quá trình sinh lý, sinh hóa của cây như giúp khử nitrat, phân giải, khử CO₂, thoát hơi nước, chuyển hóa gluxit, tạo các mô mới thân lá rễ và ảnh hưởng đến tính chịu hạn, chịu lạnh, chịu nóng của cây.^[2] Đồng(II) sunfat pentahydrat cũng có tác động đến sự tổng hợp nhiều loại chất đường bột, hợp chất có đạm, chất béo, clorofin, vitamin C, enzym và các sắc tố khác cho cả động vật và thực vật.

Đồng(II) sunfat pentahydrat còn được sử dụng là nguyên liệu thức ăn chăn nuôi. Việc bổ sung đồng nhằm điều chỉnh lại sự thiếu đồng trong cơ thể vật nuôi, đặc biệt là chất điều hòa sinh trưởng cho lợn và gà. Từ đó kích thích tăng trưởng cho lợn, gà để tăng năng suất và giá trị kinh tế.

Phèn xanh trong ao tôm được tạo ra từ đồng(II) sunfat pentahydrat đóng vai trò quan trọng trong quá trình lột xác và sinh sản. Nó giúp hỗ trợ quá trình chuyển máu và hô hấp của tôm diễn ra thuận lợi hơn.

Ngoài nông nghiệp, đồng(II) sunfat pentahydrat cũng được ứng dụng trong công nghiệp xử lý nước thải, dệt nhuộm, tạo màu. Ngoài ra, còn được dùng nhiều trong ngành công nghiệp lọc kim loại và sơn tàu thuyền.

Hợp chất khác

Khi cho tác dụng với khí NH₃, CuSO₄·5H₂O tạo tinh thể CuSO₄·4NH₃·H₂O màu chàm đậm. Tinh thể hydrat này cũng tách ra khi cho thêm rượu vào dung dịch của CuSO₄ trong amonia đậm đặc. Các phức sau cũng được biết đến:
- CuSO₄·2NH₃ (bột màu xanh táo);
- CuSO₄·5NH₃ (bột xanh dương).^[3]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với N₂H₄, như CuSO₄·2N₂H₄·2H₂O là tinh thể màu dương nhạt, không tan trong các loại cồn, axeton và benzen, D = 2,888 g/cm³.^[4]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với NH₂OH, như CuSO₄·NH₂OH và CuSO₄·2NH₂OH là tinh thể lục nhạt hay CuSO₄·5NH₂OH là tinh thể tím; tuy nhiên, chất sau không ổn định và dễ bị khử thành đồng(I).^[5]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với CO(NH₂)₂, như CuSO₄·CO(NH₂)₂·5H₂O là tinh thể màu xanh lam,^[6] CuSO₄·2CO(NH₂)₂ là tinh thể màu lam^[7] hay CuSO₄·3CO(NH₂)₂ là tinh thể màu xanh lam nhạt^[8], D = 2,11 g/cm³.^[9]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với CON₃H₅, như CuSO₄·CON₃H₅ khan là tinh thể màu lục, hemipentahydrat là tinh thể màu dương hay CuSO₄·2CON₃H₅ là tinh thể màu dương.^[10]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với CS(NH₂)₂, như CuSO₄·2CS(NH₂)₂ là tinh thể lục lam đậm, tan trong nước tạo dung dịch màu dương đen.^[11]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với CSN₃H₅, như CuSO₄·CSN₃H₅ là tinh thể màu xám lục hay CuSO₄·2CSN₃H₅ là tinh thể màu dương đen.^[12]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với CSN₄H₆, như CuSO₄·2CSN₄H₆·2H₂O là tinh thể tím, D = 1,83 g/cm³.^[9]
CuSO₄ còn tạo một số hợp chất với CSeN₃H₅, như CuSO₄·2CSeN₃H₅ là tinh thể màu lục, tan ít trong nước, cồn và không tan trong ete.^[13]

Tham khảo

^ Gmelin-Kraut's Handbuch der anorganischen chemie... unter mitwirkung hervorragender fachgenossen (Gmelin, Leopold, 1788-1853; Kraut, Karl Johann, 1829-1912), trang 857–858. Truy cập 5 tháng 3 năm 2021.
^ “Bản sao đã lưu trữ”. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 1 năm 2020. Truy cập ngày 27 tháng 1 năm 2020.
^ Handwörten der chemie, Tập 6 (Albert Ladenburg; E. Trewendt, 1888), trang 347+348 – [1]. Truy cập 19 tháng 6 năm 2020.
^ Russian Journal of Inorganic Chemistry, Tập 16,Phần 1 (British Library Lending Division with the cooperation of the Royal Society of Chemistry, 1971), trang 573. Truy cập 12 tháng 9 năm 2020.
^ A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry: Cu, Ag, Au, Ca, Sr, Ba (Joseph William Mellor; Longmans, Green and Company, 1946), trang 256 – [2]. Truy cập 3 tháng 6 năm 2020.
^ Synthesis, Growth and Characterization of new Semi Organic Single Crystal: Urea Copper Sulphate (UCS) Lưu trữ 2022-03-24 tại Wayback Machine. Truy cập 4 tháng 3 năm 2021.
^ Das, Ishwar, Ansari, Shoeb A, Agrawal, N R – Growth of nanosized cupric sulphate–urea complex in aqueous medium and its characterization. Truy cập 5 tháng 3 năm 2021.
^ Vzaimodeĭstvie tiomocheviny i mocheviny s mineralʹnymi soli︠a︡mi (Kyrgyz SSR ilimder akademii︠a︡sy. Institut neorganicheskoĭ i fizicheskoĭ khimii; Ilim, 1965 - 94 trang), trang 90. Truy cập 31 tháng 8 năm 2020.
^ ^a ^b Handbook… (Pierre Villars, Karin Cenzual, Roman Gladyshevskii; Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 24 thg 7, 2017 - 1970 trang). Truy cập 13 tháng 2 năm 2021.
^ M.J.Campbell, R.Grzeskowiak – Some copper(II) complexes of semicarbazide. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 30 (7), tr. 1865–1871 (tháng 8 năm 1968). doi:10.1016/0022-1902(68)80362-8.
^ Chemisches Zentralblatt (20 tháng 5 năm 1935), trang 1846. Truy cập 30 tháng 5 năm 2020.
^ M. J. Campbell, R. Grzeskowiak – Some Copper(II) Complexes of Thiosemicarbazide. Inorg. Phys. Theor., 1967, tr. 396–401. doi:10.1039/J19670000396.
^ Zhurnal neorganicheskoĭ khimii, Tập 14,Số phát hành 1-4 (Izd-vo "Nauka"., 1969), trang 385. Truy cập 1 tháng 1 năm 2021.