化学性质

中文名五水硫酸铜
外文名Copper sulfate pentahydrate
别名蓝矾、胆矾、铜矾、五水合硫酸铜
化学式CuSO4·5H2O
分子量249.685

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CAS登录号7758-99-8
EINECS登录号616-477-9

物理性质
熔点:110℃
沸点:330℃
密度:2.284g/cm3
外观:蓝色结晶性粉末
溶解性:易溶于水、甘油和甲醇,不溶于乙醇
化学性质
五水合硫酸铜
五水合硫酸铜(3张)
五水硫酸铜在常温常压下很稳定,不潮解,在干燥空气中会逐渐风化,加热至45℃时失去二分子结晶水,110℃时失去四分子结晶水,称作一水硫酸铜,200℃时失去全部结晶水而成无水物。也可在浓硫酸的作用下失去五个结晶水。无水物也易吸水转变为水合硫酸铜。吸水后反应生成五水硫酸铜(蓝色),常利用这一特性来检验某些液态有机物中是否含有微量水分(如对酒精是否含水进行鉴定,在待鉴定酒精中加入少许无水硫酸铜,如白色无水硫酸铜变蓝色,则说明酒精中掺有水)。
结构
晶体结构
CuSO4·5H2O晶体结构中,Cu离子呈八面体配位,为四个H2O和两个O所围绕。第五个H2O与Cu2+八面体中的两个H2O和SO42-中的两个O连接,呈四面体状,在结构中起缓冲作用。
失水过程
五水硫酸铜晶体失水分三步
五水硫酸铜中两个仅以配位键与铜离子结合的水分子最先失去,大致温度为102摄氏度。
两个与铜离子以配位键结合,并且与外部的一个水分子以氢键结合的水分子随温度升高而失去,大致温度为113摄氏度。
最外层水分子最难失去,因为它的氢原子与周围的硫酸根离子中的氧原子之间形成氢键,它的氧原子又和与铜离子配位的水分子的氢原子之间形成氢键,总体上构成一种稳定的环状结构,因此破坏这个结构需要较高能量。失去最外层水分子所需温度大致为258摄氏度。
差热曲线分析:差热曲线在185℃时出现显著的吸热谷。310℃时出现较小的吸热谷,是由于脱水引起的。当加热至805℃和875℃时出现两个连续的吸热谷是由于脱失硫酸根引起的。(注:实际操作时由于无水硫酸铜较易变质,加上杂质含量、仪器准确度等因素的干扰,实验结果与理论值的差距比较大。)

安全信息

风险术语
R22:Harmful if swallowed.
吞食有害。
R36/38:Irritating to eyes and skin.
刺激眼睛和皮肤。
R50/53:Very toxic to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.
对水生生物有极高毒性,可能对水体环境产生长期不良影响。
安全术语
S22:Do not breathe dust.
切勿吸入粉尘。
S60:This material and its container must be disposed of as hazardous waste.
该物质及其容器须作为危险性废料处置。
S61:Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.
避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。

合成方法

预处理饲料级沙状无水硫酸铜,除具有硫酸铜的功能外还具有在使用过程中,粉尘较少,大大地减少环境污染和对工人皮肤、呼吸道的刺激;同时更能保证预混料中铜的添加量。流动性较好,在生产过程中混合均匀度较好;同时不易出现结块现象。本品在生产过程中, 因为不添加任何载体,故不存在与其它物质接触而产生的物理、化学变化。由于在预混合饲料、饲料中, 与维生素、氨基酸等营养物质的接触面较小,从而减少对上述营养物质的破坏。由于本品属沙粒状,与空气接触面小,故可以减少铜离子的氧化,从而提高其效价。游离酸含量低。硫酸铜晶体中每一组铜离子、硫酸根离子与结晶水分子的个数是1:10,呈蓝色,在加热的条件下,结晶水可全部失去,硫酸铜晶体变成白色。
晶核制作
在制作较大的固体晶体时,由于无水硫酸铜在水中的溶解度受温度影响较大,所以可以采用高温溶解,降温结晶的方法制作。可将较小晶体放在40度左右的饱和溶液中降温结晶来得到较大晶体。
1、仪器:硫酸铜AR级,烧杯两只(一大一小),培养皿两只,玻璃棒一根,滤纸
2、试剂:沸水400g,(最好使用蒸馏水或去离子水)以及100g硫酸铜。
3、将沸水倒入装有硫酸铜的烧杯中,搅拌至不再溶解。此时可以看到溶液并不是十分纯净。
4、过滤溶液。
5、将溶液倒进培养皿中,静置一天。
7、静置一段时间之后,溶液中会自然降温结晶出小的单晶,取出即可。
单晶培养
悬挂法
1、绑线
2、配置一杯饱和溶液,将绑好的晶核放进去,一天左右的时间单晶就可以出来了。

用途

主要用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂、防腐剂,也用于鞣革、铜电镀、选矿等用途用作收敛药和防病药,也是农业杀菌剂

用作分析试剂、媒染剂和防腐剂用途本品为焦磷酸盐镀铜的主盐。成分简单,稳定性好,电流效率高,沉积速度快。但其极化力较小,分散能力差。镀层结晶粗且不光亮。

化学工业中用于制造其他铜盐如氰化亚铜、氯化亚铜、氧化亚铜等产品。染料工业用作生产含铜单偶氮染料如活性艳蓝、活性紫、酞菁蓝等铜络合剂。也是有机合成、香料和染料中间体的催化剂。医药工业常直接或间接地用作收敛剂和生产异烟肼、乙胺嘧啶的辅助原料。涂料工业用于油酸铜作为船底防污漆的毒害剂。电镀工业用于硫酸盐镀铜和宽温度全光亮酸性镀铜离子添加剂。食品级用作抗微生物剂,营养增补剂。农业上用作杀虫剂及含铜农药。

是家禽、兽养殖用饲料添加剂用途点滴分析碲和锌,定氮时的催化剂,醣类分析,尿液和脑脊液检验,测定血清蛋白、全血葡萄糖、非蛋白氮,色谱分析。杀虫,媒染,防腐。单倍体育种中配制各种培养基,细菌血清检验中制备牛肉消化汤培养基。