SULFATO DE COBRE (CUSO4): ESTRUTURA, PROPRIEDADES, OBTENÇÃO, USOS - QUÍMICA - 2025

O sulfato de cobre é um composto inorgânico constituído pelos elementos cobre (Cu), enxofre (S) e oxigênio (O). Sua fórmula química é CuSO ₄. O cobre está no estado de oxidação +2, o enxofre +6 e o ​​oxigênio tem valência -2.

É um sólido branco que quando exposto à umidade do ambiente se transforma em seu pentahidrato azul CuSO _{4 •} 5H ₂ O. O sólido branco é obtido pelo aquecimento do azul para eliminar a água.

Sulfato de cobre anidro (CuSO ₄) (sem água em sua estrutura cristalina). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Ele tem sido usado como um agente antibacteriano por séculos para curar feridas em humanos e animais. Também atua como fungicida, adstringente, antidiarreico e no controle de doenças intestinais em animais. Ele também é usado como um agente antifúngico em plantas.

No entanto, alguns de seus usos foram descontinuados porque seu excesso pode ser tóxico para humanos, animais e plantas. A faixa de concentração em que pode ser usada é estreita e depende da espécie.

É usado como catalisador em reações químicas e como dessecante para solventes. Permite melhorar a resistência e flexibilidade de alguns polímeros.

Quantidades excessivas desse composto podem ser prejudiciais aos solos, pois é tóxico para microorganismos benéficos às plantas.

Estrutura

O sulfato de cobre é composto por um íon cobre (Cu ²⁺) e um íon sulfato (SO ₄ ^2-).

Estrutura iônica do sulfato de cobre (II). Autor: Marilú Stea.

Devido à perda de dois elétrons, o íon cobre (II) tem a seguinte conformação eletrônica:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Pode-se ver que ele tem o orbital 3d incompleto (tem 9 elétrons em vez de 10).

Nomenclatura

• Sulfato de cobre anidro
• Sulfato de cobre (II)
• Sulfato cúprico

Propriedades

Estado físico

Sólido branco ou branco-esverdeado na forma de cristais.

Peso molecular

159,61 g / mol

Ponto de fusão

A 560 ° C, ele se decompõe.

Densidade

3,60 g / cm ³

Solubilidade

22 g / 100 g de água a 25 ° C Insolúvel em etanol.

Propriedades quimicas

Quando submetido à umidade do ar abaixo de 30 ° C, torna-se o composto pentahidratado CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Suas soluções aquosas são azuis devido à formação do íon hexaacuocopper (II) ²⁺ que produz a referida coloração. Nesse íon, duas das moléculas de água estão mais distantes do átomo de metal do que as outras quatro.

Estrutura deformada do íon hexaacuocopper (II) ²⁺. Benjah-bmm27 / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.

Isso se deve ao chamado efeito Jahn-Teller, que prevê que esse tipo de sistema sofrerá a distorção causada pelo fato do Cu ²⁺ possuir uma estrutura eletrônica que termina em d ⁹, ou seja, um orbital incompleto (seria completo se seria d ¹⁰).

Se amônia (NH ₃) é adicionada a essas soluções, complexos são formados em que NH ₃ desloca sucessivamente as moléculas de água. Eles são formados, por exemplo, de ²⁺ a ²⁺.

Quando o CuSO ₄ é aquecido até a decomposição, ele emite gases tóxicos e se transforma em CuO óxido cúprico.

Obtendo

O sulfato de cobre anidro pode ser obtido por desidratação total do composto penta-hidratado, que se consegue aquecendo-o até que as moléculas de água evaporem.

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

O composto pentahidratado é azul, então quando a água de cristalização é perdida, o CuSO ₄ anidro branco é obtido.

Formulários

Alguns de seus usos se sobrepõem ao do composto penta-hidratado. Outros são específicos da substância anidra.

Como um agente antibacteriano

Tem potencial como agente antimicrobiano. É utilizado há milhares de anos, inclusive nas culturas da América do Sul e da América Central, para prevenir infecções de feridas por meio de gaze embebida em solução desse composto.

Estima-se que no mecanismo de sua atividade antibacteriana os íons Cu ²⁺ formem quelatos com enzimas cruciais para as funções celulares das bactérias, desativando-as. Eles também induzem a formação de radicais hidroxila OH •, que danificam as membranas das bactérias e seu DNA.

CuSO ₄ pode funcionar contra algumas bactérias patogênicas. Autor: Gerd Altmann. Fonte: Pixabay.

Recentemente, foi relatado que traços de CuSO ₄ podem aumentar a atividade antimicrobiana de produtos naturais ricos em polifenóis, como extratos de romã e infusões de alguns tipos de chá.

Em aplicações veterinárias

É utilizado como anti-séptico e adstringente para as membranas mucosas e para o tratamento de conjuntivite e otite externa. É utilizado para a realização de banhos terapêuticos ou profiláticos para evitar o apodrecimento das patas de bovinos, ovinos e outros mamíferos.

As soluções aquosas de CuSO _{4 são} usadas para curar cascos de gado. Autores: Ingrid und Stefan Melichar. Fonte: Pixabay.

Serve como agente cáustico para massas necróticas em membros de bovinos, úlceras de estomatite e tecido granular destas. É utilizado como fungicida no tratamento de micose e doenças fúngicas da pele.

É também utilizado como emético (agente indutor de vômito) em porcos, cães e gatos; como adstringente antidiarreico para bezerros e para controlar a monilíase intestinal em aves e a tricomoníase em perus.

Como suplemento na ração animal

O sulfato de cobre tem sido usado como suplemento em quantidades muito pequenas para alimentar gado, porcos e aves. É usado para tratar a deficiência de cobre em ruminantes. No caso de porcos e aves, é utilizado como estimulante do crescimento.

O cobre foi identificado como essencial para a biossíntese de hemoglobina, estrutura cardiovascular, síntese de colágeno ósseo, sistemas enzimáticos e reprodução em mamíferos.

Conforme mencionado na seção anterior, também pode ser administrado como medicamento para controle de doenças. No entanto, os níveis de suplementação e / ou medicação devem ser monitorados de perto.

Aves e seus ovos podem ser afetados pelo excesso de sulfato de cobre em sua dieta. Autor: Pexels. Fonte: Pixabay.

A partir de uma determinada quantidade, que depende de cada espécie, podem ocorrer redução do crescimento, perda de apetite e peso, danos a determinados órgãos e até a morte de animais.

Por exemplo, em frangos, a suplementação de 0,2% ou mais reduz a ingestão de alimentos com a conseqüente perda de peso, diminuição da produção de ovos e da espessura de suas cascas.

Em aplicações agrícolas

Em sistemas de produção orgânica não é permitido o uso de fungicidas sintéticos, apenas produtos à base de cobre e enxofre, como sulfato de cobre.

Por exemplo, certos fungos que atacam as macieiras, como Venturia inaequalis, são mortos com este composto. Acredita-se que os íons Cu ²⁺ sejam capazes de entrar nos esporos do fungo, desnaturar as proteínas e bloquear várias enzimas.

O sulfato de cobre é usado para combater alguns fungos que atacam as maçãs. Algirdas em lt.wikipedia / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.

Importância do cobre nas plantas

O elemento cobre é importante nos processos fisiológicos das plantas como fotossíntese, respiração e defesa contra antioxidantes. Tanto a deficiência desse elemento quanto seu excesso geram espécies reativas de oxigênio que são prejudiciais às suas moléculas e estruturas.

A faixa de concentrações de cobre para o crescimento e desenvolvimento ideal da planta é muito estreita.

Efeitos adversos na agricultura

Quando este produto é usado em excesso nas atividades agrícolas, pode ser fitotóxico, causar o desenvolvimento prematuro dos frutos e alterar sua cor.

Além disso, o cobre se acumula no solo e é tóxico para microorganismos e minhocas. Isso está em conflito com o conceito de agricultura orgânica.

Embora CuSO ₄ seja usado na agricultura orgânica, pode ser prejudicial para as minhocas. Autor: Patricia Maine Degrave. Fonte: Pixabay.

Na catálise de reações químicas

O CuSO ₄ anidro serve como catalisador para várias reações de compostos carbonílicos orgânicos com dióis ou seus epóxidos, formando dioxolanos ou acetonídeos. Graças a este composto, as reações podem ser realizadas em condições suaves.

Exemplo de uma reação em que o CuSO ₄ anidro atua como um catalisador. Autor: Marilú Stea.

Também foi relatado que sua ação catalítica permite desidratar álcoois secundários, terciários, benzílicos e alílicos em suas olefinas correspondentes. A reação é realizada de forma muito simples.

O álcool puro é aquecido junto com o CuSO ₄ anidro a uma temperatura de 100-160 ° C por um tempo de 0,5-1,5 horas. Isso resulta na desidratação do álcool e a olefina é destilada pura da mistura de reação.

Desidratação de um álcool por sulfato de cobre (II) anidro. Autor: Marilú Stea.

Como agente desidratante

Este composto é usado em laboratórios de química como um dessecante. É usado para desidratar líquidos orgânicos, como solventes. Absorve água, formando o composto pentahidratado CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Quando o CuSO ₄ anidro branco absorve água, ele se converte no composto azul pentahidratado CuSO ₄.5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Para melhorar polímeros

O CuSO ₄ anidro tem sido usado para melhorar as propriedades de certos polímeros, permitindo que sejam recicláveis.

Por exemplo, partículas do composto em acetona foram misturadas com borracha de acrilonitrila-butadieno em um moinho especial, tentando tornar as partículas de CuSO ₄ muito pequenas.

O sulfato de cobre melhora os pontos de ligação do polímero, formando uma mistura com alta resistência, dureza e surpreendente flexibilidade.

Em aplicações terapêuticas descontinuadas

No passado, as soluções de sulfato de cobre eram usadas para lavagem gástrica quando alguém sofria de envenenamento por fósforo branco. No entanto, a solução foi prontamente agitada para evitar envenenamento por cobre.

Soluções desse composto também foram utilizadas em conjunto com outras substâncias para aplicações tópicas em queimaduras cutâneas por fósforo.

Às vezes serviam em certas formas de anemia nutricional em crianças e na deficiência de cobre em indivíduos recebendo nutrição parenteral, ou seja, pessoas que não conseguem se alimentar pela boca.

Determinadas loções para eczema, impetigo e intertrigo continham CuSO ₄. As soluções foram usadas como adstringente em infecções oculares. Às vezes, os cristais eram aplicados diretamente em queimaduras ou úlceras.

Todas essas aplicações deixaram de ser realizadas devido à toxicidade que o excesso desse composto pode induzir.

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