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구리()II) 황산염

Copper(

구리()

의 결정체 CuSO4·5H2O

펜타하이드레이트 구조의 일부
(황산염 링크 Cu(HO2)2+4 중심)

이름
IUPAC명
구리()II) 황산염
기타명
  • 황산구리
  • 청색 독극물 (5수화물)
  • 블루스톤(펜타하이드레이트)
  • 보나타이트(삼수질광물)
  • 부스라이트(헵타하이드레이트 광물)
  • 칼칸타이트(펜타하이드레이트 광물)
  • 칼코시아나이트 (광물)
황산구리 5수화물
식별자
3D 모델(JSmol)
ChEBI
CHEMBL
켐스파이더
ECHA 인포카드 100.028.952 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 231-847-6
8294
케그
펍켐 CID
RTECS 번호
  • GL8800000 (무수)
    GL8900000 (pentahydrate)
유니
  • InChI=1S/Cu.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 확인.Y
    Key: ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 확인.Y
  • InChI=1/Cu.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2
    Key: ARUVKPQLZAKDPS-NUQVWONBAI
  • [O-]S(=O)(=O)[O-].[Cu+2]
특성.
CuSO4(무수물)
CuSO4·5H2O (pentahydrate)
어금니 질량 159.60g/mol (anhydr)
249.685 g/mol (pentahydrate)[2]
외모 회색-흰색(anhydr)
블루(5수화물)
밀도 3.60g/cm (anhydr)
2.286 g/cm3 (pentahydrate)[2]
융점 110 °C(230 °F; 383 K) 분해

560 °C 분해[2](펜타하이드레이트)

590°C(무수)에서 완전히 분해됩니다.

끓는점 650°C에서 산화구리로 분해됩니다.
pentahydrate
316 g/L (0 °C)
2033 g/L (100 °C)
무수의
168 g/L (10 °C)
201 g/L (20 °C)
404 g/L (60 °C)
770 g/L (100 °C)[3]
용해도 무수의
에탄올에[2] 녹지 않는
pentahydrate
메탄올에[2] 녹을 수 있는
10.4 g/L (18 °C)
에탄올과 아세톤에 불용성인
1330·10−6 cm3/mol
1.724–1.739 (anhydrous)[4]
1.514–1.544 (pentahydrate)[5]
구조.
사방정계(anhydr, 칼코시아나이트), 공간군 Pnma, oP24, a = 0.839 nm, b = 0.669 nm, c = 0.483 nm.
Triclinic (pentahydrate), space group P1, aP22, a = 0.5986 nm, b = 0.6141 nm, c = 1.0736 nm, α = 77.333°, β = 82.267°, γ = 72.567°[7]
열화학
5J/(K·mol)
−769.98 kJ/mol
약리학
V03AB20 (WHO)
위험성
GHS 라벨:
GHS07: Exclamation markGHS09: Environmental hazard
NFPA 704 (파이어다이아몬드)
NFPA 704 four-colored diamondHealth 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calciumSpecial hazards (white): no code
2
0
1
인화점 불연성
치사량 또는 농도(LD, LC):
300mg/kg (구강, 쥐)[9]

87mg/kg (구강, 마우스)

NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 1 mg/m3 (as Cu)[8]
REL(권장)
 TWA 1 mg/m3 (as Cu)[8]
IDLH(즉시 위험)
 TWA 100 mg/m3 (as Cu)[8]
안전 데이터 시트(SDS) 무수의
pentahydrate
관련 화합물
기타 양이온
달리 명시된 경우를 제외하고 표준 상태의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다(25°C [77°F], 100kPa).
☒확인(무엇입니까?)

구리()II) 황산 구리 황산염(copper sulfate)은 화학식이 CuSO인4 무기 화합물입니다. 수분을 공급하는 CuSO4·nHO를2 형성하며, 여기서 n은 1에서 7까지입니다. 밝은 파란색 결정인 펜타하이드레이트(n = 5)는 구리의 가장 일반적인 수화물입니다.II) 황산염의 무수 형태는 흰색입니다.[10][11] 펜타하이드레이트의 오래된 이름으로는 블루 바이톨, 블루스톤,[12] 구리의 바이톨,[13] 로마의 바이톨 등이 있습니다.[14] 물에 외부적으로 용해되어 팔면체 분자 기하학적 구조를 가진 아쿠아 콤플렉스 [Cu(HO2)]62+를 제공합니다. 고체 펜타하이드레이트의 구조는 구리가 다시 팔면체이지만 4개의 물 리간드에 결합된 고분자 구조를 나타냅니다. Cu(II)(HO2)4 중심은 황산 음이온에 의해 상호 연결되어 사슬을 형성합니다.[15]

준비 및 발생

구리의 제조(II) 황산을 전기분해하여 구리 전극을 이용한 황산염

황산구리는 구리 금속을 뜨거운 농축 황산으로 처리하거나 구리 산화물을 묽은 황산으로 처리하여 산업적으로 생산합니다. 실험실용으로 일반적으로 황산구리를 구입합니다. 황산구리는 낮은 등급의 구리 광석을 공기 중에 천천히 침출시켜 생성할 수도 있습니다. 박테리아를 사용하여 공정을 빠르게 진행할 수 있습니다.[16]

상업용 황산구리는 일반적으로 약 98%의 순수 황산구리이며, 미량의 물을 포함할 수 있습니다. 무수 황산구리는 구리 39.81 질량%, 황산구리 60.19 질량%이며, 청색의 함수형으로 구리 25.47 질량%, 황산구리 38.47 질량%(황 12.82 질량%), 물 36.06 질량%입니다. 크리스탈 사이즈는 용도에 따라 큰 크리스탈(10~40mm), 작은 크리스탈(2~10mm), 눈 크리스탈(2mm 미만), 바람에 젖은 파우더(0.15mm 미만) 등 4종류가 제공됩니다.[16]

화학적 성질

구리()II) 황산염 펜타하이드레이트는 녹기 전에 분해됩니다. 63°C(145°F)에서 가열하면 두 개의 물 분자가 손실되고 109°F(228°F)에서 두 개가 더 손실되고 200°F(392°F)에서 최종 물 분자가 손실됩니다.[17][18]

황산 구리 수용액의 화학적 성질은 단순히 구리 아쿠아 착물의 화학적 성질인데, 황산 구리는 이러한 용액에서 구리와 결합하지 않기 때문입니다. 따라서 이러한 용액은 농축된 염산과 반응하여 테트라클로로쿠페레이트(tetrachlorocuprate)를 생성합니다.II):

Cu2+ + 4 Cl− → [CuCl4]2−

이러한 용액을 아연으로 유사하게 처리하면 다음과 같은 단순화된 방정식으로 설명되는 금속 구리를 얻을 수 있습니다.[19]

CuSO + Zn → Cu + ZnSO

이러한 단일 금속 대체 반응에 대한 추가 설명은 철 조각이 황산구리 용액에 잠길 때 발생합니다.

Fe + CuSO → FeSO + Cu

고등학교 및 일반 화학 교육에서 황산구리는 갈바닉 전지의 전해질로 사용되며, 일반적으로 음극 용액으로 사용됩니다. 예를 들어, 아연/구리 전지에서 황산구리 용액의 구리 이온은 아연으로부터 전자를 흡수하여 금속 구리를 형성합니다.[20]

Cu2+ + 2e− → Cu (cathode), E°cell = 0.34 V

황산구리는 일반적으로 10대 화학 세트와 학부 실험에 포함됩니다.[21] 독성에도 불구하고 학교와 구리 도금 실험에서 결정을 성장시키는 데 자주 사용됩니다. 구리 황산염은 종종 CuSO4 수용액에 강철 울 또는 마그네슘 리본을 넣는 발열 반응을 보여주기 위해 사용됩니다. 미네랄 하이드레이션의 원리를 보여주는 데 사용됩니다. 푸른색인 펜타하이드레이트 형태는 가열되어 황산구리가 흰색인 무수물 형태로 변하고 펜타하이드레이트 형태에 있던 물은 증발합니다. 그런 다음 무수 화합물에 물을 넣으면 다시 펜타하이드레이트 형태로 변하여 푸른색을 되찾습니다.[22] 구리()II) 황산염 펜타하이드레이트는 구리로서 용액으로부터 쉽게 결정화되어 생성될 수 있습니다(II) 흡습성이 있는 황산염.

사용하다

살균제 및 제초제로서

황산구리는 부영양화 대상인 호수 및 관련 담수의 조류 방제에 사용되었습니다. "가장 효과적인 살균 처리로 남아 있습니다."[23][24]

보르도 혼합물, 구리 현탁액(II) 황산염(CuSO4) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2은 포도, 멜론 및 기타 베리의 곰팡이를 제어하는 데 사용됩니다.[25] 황산구리 수용액과 소석회 현탁액을 혼합하여 생산합니다.

황산구리의 묽은 용액은 수족관 물고기의 기생충 감염 치료에 [26]사용되며 수족관의 달팽이와 수도관의 얼룩말 홍합을 제거하는 데에도 사용됩니다.[27] 구리 이온은 물고기에게 매우 독성이 있습니다. 대부분의 조류 종은 매우 낮은 농도의 황산구리로 제어할 수 있습니다.

분석시약

여러 화학 테스트에서 황산구리를 사용합니다. 펠링 용액과 베네딕트 용액에 사용되어 수용성 청색 구리를 감소시키는 환원당을 테스트합니다.II) 황산염에서 불용성 적색 구리 (I) 산화물로의. 구리()II) 황산염은 또한 단백질을 검사하기 위해 Biuret 시약에 사용됩니다.

황산구리는 혈액에서 빈혈이 있는지 검사하는 데 사용됩니다. 혈액은 알려진 비중의 황산구리 용액에 떨어지는데, 충분한 헤모글로빈을 가진 혈액은 밀도 때문에 빠르게 가라앉는 반면, 천천히 가라앉거나 전혀 가라앉지 않는 혈액은 충분한 양의 헤모글로빈을 가지고 있습니다.[28] 그러나 현대의 실험실은 정확한 정량적 헤모글로빈 측정을 위해 오래된 정성적 수단과 달리 자동화된 혈액 분석기를 사용합니다.[citation needed]

화염 테스트에서 황산구리의 구리 이온은 바륨에 대한 화염 테스트보다 훨씬 더 깊은 녹색인 깊은 녹색 빛을 방출합니다.

유기합성

황산구리는 유기 합성에 제한된 수준으로 사용됩니다.[29] 무수염은 아세탈기 형성 및 조작을 위한 탈수제로 사용됩니다.[30] 수화된 소금은 과망간산칼륨과 밀접하게 혼합되어 1차 알코올의 전환을 위한 산화제를 제공할 수 있습니다.[31]

레이온 생산

수산화암모늄과 반응하면 테트라아민 구리가 생성됩니다.II) Rayon의 산업 생산에서 셀룰로오스를 용해시키는 데 사용되는 황산염 또는 Schweizer 시약

틈새 용도

구리()II) 황산염은 수세기 동안 많은 틈새 용도를 끌어들였습니다. 산업에서 황산구리는 다양한 용도로 사용됩니다. 인쇄할 때는 종이가 벌레에 물리지 않도록 책을 묶는 페이스트와 접착제에 첨가제로 사용되며, 건축할 때는 콘크리트에 첨가제로 사용되어 내수성을 향상시키고 종이가 자라는 것을 막습니다. 황산구리는 예술 작품, 특히 안경과 도자기의 착색 성분으로 사용될 수 있습니다.[32] 황산구리는 불꽃 제조에서도 청색 착색제로 사용되지만, 불꽃 분말을 혼합할 때 황산구리와 염소산염을 혼합하는 것은 안전하지 않습니다.[33]

황산구리 용액에 구리 에칭 플레이트를 하강시킵니다.

황산구리는 한때 모기 번식지 역할을 하는 브로멜리아드를 죽이는 데 사용되었습니다.[34] 황산구리는 열대 국가에서 빌하지아를 치료하기 위한 연체동물 살충제로 사용됩니다.[32]

예체능

2008년, 예술가 로저 히언스(Roger Hiorns)는 런던(London)의 버려진 방수 의회 아파트에 75,000리터의 구리를 채웠습니다.II) 황산염 수용액 이 용액은 몇 주 동안 결정화된 상태로 방치된 후 아파트가 배수되어 벽, 바닥 및 천장이 수정으로 덮여 있습니다. 이 작품의 제목은 '압수'입니다.[35] 2011년부터 요크셔 조각 공원에서 전시되고 있습니다.[36]

에칭

구리()II) 황산염은 음각 인쇄를 위해 아연, 알루미늄 또는 구리 플레이트를 에칭하는 데 사용됩니다.[37][38] 샹페와 같이 보석용 구리로 디자인을 식각하는 데도 사용됩니다.[39]

염색

구리()II) 황산염은 야채 염색의 매염제로 사용될 수 있습니다. 특정 염료의 녹색 색조를 강조하는 경우가 많습니다.[citation needed]

전자제품

구리 수용액(II) 황산염은 종종 액체 저항기의 저항 요소로 사용됩니다.[citation needed]

전자 및 마이크로전자 산업에서 구리의 전착을 위해 CuSO4·5HO2 및 황산(HSO24) 욕조가 종종 사용됩니다.[40]

다른 형태의 황산구리

무수동()II) 황산염은 일반적으로 사용 가능한 5탄화 구리 황산염의 탈수에 의해 생성될 수 있습니다. 자연에서는 칼코시아나이트로 알려진 매우 희귀한 광물로 발견됩니다.[41] 5수화물은 또한 자연에서 칼칸타이트로 발생합니다. 다른 희귀 황산구리 광물로는 보나타이트(삼수화물),[42] 부스타이트(헵타하이드레이트) [43]및 모노하이드레이트 화합물 포이트비나이트가 있습니다.[44][45] 그 외에도 더 복잡한 구리가 많이 있습니다.II) 알려진 황산염 광물, 환경적으로 중요한 염기성 구리(II)[45][46][47] 랑가이트 및 포스나카이트와 같은 황산염.

구리의 형태(II) 황산염
  • Anhydrous CuSO4
    무수 CuSO4
  • Copper(II) sulfate monohydrate
    구리()II) 황산염 1수화물
  • Copper(II) sulfate pentahydrate
    구리()II)황산염 펜타하이드레이트
  • The rare mineral boothite (CuSO4·7H2O)
    희귀 광물 부스사이트 (CuSO4·7)H2O)

독성학적 영향

참고 항목: 구리독성

구리()II) 염은 LD50이 100 mg/kg입니다.[48][49] 고등학교 실험의 일상적인 구성 요소가 될 만큼 무해하며, 조류를 통제하기 위해 수영하는 호수에서 널리 사용될 수 있습니다.

구리()II) 황산염은 과거에 구토제로 사용되었습니다.[50] 지금은 이 용도로 사용하기에는 너무 독성이 있는 것으로 간주됩니다.[51] 여전히 세계보건기구의 해부학적 치료 화학물질 분류 체계에 해독제로 등재되어 있습니다.[52]

참고 항목

참고문헌

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서지학

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외부 링크