- Estrutura
- Nomenclatura
- Propriedades
- Estado físico
- Peso molecular
- Ponto de fusão
- Densidade
- Solubilidade
- Propriedades quimicas
- Obtendo
- Formulários
- Na alimentação animal
- Na síntese de nanopartículas
- Em estudos para controle de pragas
- Em tecidos eletricamente condutores
- Efeitos no meio ambiente
- Referências
O sulfato de cobre pentahidratado é um composto inorgânico constituído pelos elementos cobre (Cu), enxofre (S), oxigênio (O) e água (H 2 O). Ele contém íons cobre (II) (Cu 2+) e sulfato (SO 4 2-). Sua fórmula química é CuSO 4 • 5H 2 O.
Na natureza é encontrada formando o mineral calcantita ou calcantita, também chamada de calclase ou calclasse. É um sólido cristalino azul.
Cristal de sulfato de cobre pentahidratado CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: Überraschungsbilder. Fonte: Wikimedia Commons.
É utilizado como suplemento alimentar para alguns animais, como ruminantes, porcos e aves. Na agricultura, serve como pesticida. Nas atividades de mineração permite recuperar outros metais.
Devido à sua tonalidade azul, é utilizado para colorir tecidos e metais. Tem sido usado para depositar cobre metálico em fibras de celulose para obter tecidos eletricamente condutores. Também é usado para preparar nanopartículas de cobre e seus óxidos, com diversas aplicações.
Em altas concentrações pode ser tóxico para a fauna e a flora, por isso às vezes é utilizado para eliminar pragas (animais ou plantas) de ambientes aquáticos como lagoas e lagoas naturais.
Estrutura
Este composto é formado pelo elemento cobre em seu estado de oxidação +2 e o ânion sulfato. Este último possui um átomo de enxofre com valência +6 rodeado por quatro átomos de oxigênio, cada um com valência -2. Desta forma, o íon sulfato tem duas cargas negativas.
Também possui 5 moléculas de água em sua estrutura. Na figura a seguir você pode ver como os vários átomos estão organizados no cristal.
Estrutura de CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: Smokefoot. Fonte: Wikimedia Commons.
Cu 2+ (esferas laranja) é coordenado simultaneamente com 4 moléculas de H 2 O (oxigênio = vermelho; hidrogênio = branco) e com 2 átomos de oxigênio de SO 4 2- (enxofre = amarelo). Na figura, uma das moléculas de H 2 O está em aparente liberdade, mas faz parte da estrutura cristalina.
Nomenclatura
Mineral calcantita CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: Archaeodontosaurus. Fonte: Wikimedia Commons.
- Sulfato de cobre pentahidratado
- Sufato de cobre (II) pentahidratado
- Bluejack
- Pedra azul (da pedra azul inglesa)
- Calcantita, calcantita, calclase ou calclase
Propriedades
Estado físico
Sólido cristalino azul.
Peso molecular
249,686 g / mol
Ponto de fusão
Ao atingir 110 ºC, ele se decompõe.
Densidade
2.286 g / cm 3
Solubilidade
Solúvel em água: 22,0 g / 100 g de água a 25 ° C Solúvel em metanol (CH 3 OH). Ligeiramente solúvel em etanol (CH 3 CH 2 OH).
Propriedades quimicas
Ao entrar em contato com a água, esse composto se dissolve formando os íons Cu 2+ e SO 4 2-. Sua solubilidade em água diminui significativamente se o ácido sulfúrico estiver presente na água.
O H 2 SO 4 fornece íons SO 4 2- e sua presença gera o efeito “íon comum”, uma vez que este íon está presente no sulfato de cobre pentahidratado. A dissolução pode ser expressa assim:
CuSO 4 • 5H 2 O (sólido) + água ⇔ Cu 2+ + SO 4 2- + água
Portanto, se o SO 4 2- do ácido sulfúrico já estiver presente em solução, o equilíbrio se desloca para a esquerda, ou seja, em direção à formação do sólido e com isso a solubilidade diminui.
Obtendo
Uma das formas de se obter sulfato de cobre pentahidratado é dissolvendo o mineral malaquita em solução aquosa de ácido sulfúrico (H 2 SO 4) a temperatura controlada. A malaquita contém Cu 2 (OH) 2 CO 3 com outras impurezas, como o ferro.
A solução impura de cobre (II) é tratada com peróxido de hidrogênio (H 2 O 2) para garantir que as impurezas de ferro (II) (Fe 2+) sejam convertidas em ferro (III) (Fe 3+). Este último é precipitado na forma de hidróxido férrico (Fe (OH) 3) usando hidróxido de sódio (NaOH).
Precipitação significa que partículas de um sólido insolúvel são formadas na solução, que cai para o fundo do recipiente que o contém.
Aparecimento de uma solução concentrada de CuSO 4 • 5H 2 O. Autor: PublicDomainPictures. Fonte: Pixabay.
A mistura resultante é filtrada para remover o Fe (OH) 3 sólido e o líquido restante é tratado com etanol (C 2 H 5 OH), metanol (CH 3 OH) ou ácido sulfúrico para precipitar todos os íons Cu 2+ como de CuSO 4 • 5H 2 O.
Quando o etanol é adicionado, por exemplo, há menos água disponível, de modo que os íons Cu 2+ e SO 4 2- estão em solução e tendem a se ligar. Ele atua como um desidratador. Quanto mais etanol você adiciona, mais sólido ele se forma.
O sólido precipitado pode ser recristalizado para purificação. Para fazer isso, é dissolvido em água a uma temperatura de 80-90 ° C e, em seguida, a solução é resfriada a 25-30 ° C. O composto penta-hidratado precipita novamente e as impurezas permanecem na solução.
Formulários
Possui uma ampla gama de aplicações comerciais.
Na agricultura, serve como pesticida, inseticida, herbicida, fungicida, germicida e aditivo de solo. Em terapias veterinárias é utilizado como anti-helmíntico, fungicida e emético (para causar vômitos).
É utilizado como pigmento azul ou verde em tintas e corantes, como mordente na coloração de tecidos e metais. Também como toner para impressão de fotos e como reagente para intensificar negativos.
É utilizado nas atividades de mineração como reagente de flotação para recuperação de zinco e chumbo. É utilizado na produção de outros compostos de cobre, no curtimento de couro e na conservação de madeira.
Na alimentação animal
Este composto é utilizado na dieta de suínos em quantidades muito pequenas como promotor de crescimento, especialmente na fase pós-desmame. O mecanismo pelo qual tem esse efeito ainda é desconhecido.
Alguns pesquisadores afirmam que ele reduz a população de bactérias patogênicas ou nocivas no intestino dos animais e, consequentemente, favorece o seu crescimento.
Com CuSO 4 • 5H 2 O, o desenvolvimento de leitões desmamados pode ser promovido. Autor: MabelAmber. Fonte: Pixabay.
Outros estudiosos indicam que melhora a saúde do intestino desses animais, mas algumas pesquisas indicam que a injeção intravenosa de cobre também melhora seu crescimento.
Também tem sido usado para o mesmo propósito em aves e na deficiência de cobre em ruminantes.
Na síntese de nanopartículas
O sulfato de cobre pentahidratado tem sido usado para obter nanopartículas mistas de cobre e óxido de cobre (I) (Cu / Cu 2 O).
Nanopartículas são estruturas extremamente pequenas que podem ser vistas apenas através de um microscópio eletrônico.
O pó de Cu / Cu 2 O na forma nanoparticulada é utilizado em catálise ou aceleração de reações químicas, em semicondutores e em materiais antimicrobianos, entre outras aplicações.
Em estudos para controle de pragas
CuSO 4 • 5H 2 O tem sido usado em experimentos para avaliar sua toxicidade para caramujos da espécie Pomacea canaliculata.
São moluscos nativos das regiões tropicais da América do Sul que habitam diversos tipos de ecossistemas, desde pântanos e lagoas até lagos e rios.
Eles são estudados porque alguns hospedam parasitas humanos, como Schistosoma mansoni (trematódeo que causa a doença da bilharzia). Os caracóis também podem ser prejudiciais às culturas agrícolas em regiões inundadas.
Conchas dos caracóis Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.
Ovos depositados por caracóis em uma planta aquática. Esses caramujos às vezes são uma praga que pode ser controlada com CuSO 4 • 5H 2 O. Shan Lv, Instituto Nacional de Doenças Parasitárias / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). Fonte: Wikimedia Commons.
De acordo com os estudos revisados, soluções aquosas de sulfato de cobre pentahidratado são extremamente tóxicas para esses caramujos, portanto, esse composto pode ser utilizado para eliminar o molusco de áreas infestadas.
Segundo algumas pesquisas, isso ocorre porque o caracol não precisa do íon cobre, portanto, apenas o contato com esse íon seria suficiente para que ocorresse a morte do animal.
Em tecidos eletricamente condutores
Este composto tem sido usado para obter materiais têxteis com sensores elétricos integrados. Este tipo de tecido é utilizado em dispositivos de armazenamento de eletricidade, sensores de pressão, fotodetectores e telas emissoras de luz.
Para obter tecidos eletricamente condutores, uma fibra de celulose tecida semissintética chamada "Lyocell" é revestida com cobre metálico. O revestimento é realizado de forma não eletrolítica a partir de uma solução de CuSO4 • 5H2O e outros compostos químicos auxiliares.
Fibra de Lyocell. Este tipo de pano foi usado em testes de revestimento de cobre. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.
O tecido obtido desta forma pode transferir um sinal elétrico mesmo sob condições de deformação ou alongamento, mantendo a alta condutividade.
Efeitos no meio ambiente
Como explicado anteriormente, CuSO 4 • 5H 2 O, quando dissolvido em água, gera o íon cobre (II).
Embora o cobre seja essencial em baixas concentrações para as atividades celulares dos organismos vivos, em altas concentrações pode ser tóxico e até causar a morte.
Portanto, a presença deste íon no meio ambiente constitui um risco para animais e plantas. Nos ecossistemas aquáticos, pode bioacumular nos seres vivos e na cadeia alimentar, causando danos.
CuSO 4 • 5H 2 O pode ser prejudicial aos ambientes aquáticos. Autor: JamesDeMers. Fonte: Pixabay.
De fato, em certas experiências, descobriu-se que a contaminação de ambientes aquáticos com sulfato de cobre pentahidratado faz com que a biomassa de certas plantas aquáticas diminua.
O que significa que as plantas crescem menos na presença desse sal em altas concentrações.
Referências
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