كبريتات النحاس مادة صلبة بلورية زرقاء لها الصيغة CuSO4. ويشيع استخدامه في الزراعة، كمبيد للفطريات وفي إنتاج الأصباغ والأصباغ.
| اسم الأيوباك | كبريتات النحاس (II). |
| الصيغة الجزيئية | CuSO4 |
| CAS رقم | 7758-98-7 |
| المرادفات | الزاج الأزرق، كبريتات النحاس، كبريتات النحاس، النحاس (2+) ملح حمض الكبريتيك، كبريتات النحاس (II)، زاج النحاس، الحجر الأزرق |
| إنتشي | InChI=1S/Cu.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 |
الكتلة المولية لكبريتات النحاس
تحتوي كبريتات النحاس على كتلة مولية قدرها 159,609 جم/مول للشكل اللامائي (CuSO4) و249,685 جم/مول للشكل الخماسي الهيدرات (CuSO4·5H2O). الكتلة المولية هي مجموع الكتل الذرية لجميع الذرات الموجودة في الجزيء. يتم حساب الكتلة المولية لكبريتات النحاس عن طريق إضافة الكتلة الذرية لذرة نحاس واحدة (Cu) وذرة كبريت واحدة (S) وأربع ذرات أكسجين (O) في الصورة اللامائية، أو عن طريق إضافة الكتلة المولية للصيغة اللامائية مع الكتلة المولية لخمسة جزيئات ماء (H2O) في شكل خماسي الهيدرات.
نقطة غليان كبريتات النحاس
ليس لكبريتات النحاس نقطة غليان محددة لأنها تتحلل قبل أن تصل إلى درجة الغليان. ومع ذلك، فإن الشكل الخماسي من كبريتات النحاس سوف يفقد جزيئات الماء عند تسخينه، مما يؤدي إلى كبريتات النحاس اللامائية، والتي تتحلل عند حوالي 650 درجة مئوية. يعد تحلل كبريتات النحاس عملية ماصة للحرارة، مما يعني أنها تمتص الحرارة.
نقطة انصهار كبريتات النحاس
تمتلك كبريتات النحاس نقطة انصهار تبلغ 110 درجة مئوية للشكل الخماسي الهيدرات و650 درجة مئوية للشكل اللامائي. نقطة الانصهار هي درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة الصلبة إلى الحالة السائلة. يذوب الشكل الخماسي من كبريتات النحاس عند درجة حرارة أقل من الشكل اللامائي بسبب وجود جزيئات الماء، والتي يمكن أن تعطل الروابط الأيونية بين ذرات النحاس والكبريت والأكسجين.
كثافة كبريتات النحاس جم/مل
تبلغ كثافة كبريتات النحاس 3.6 جم/مل للشكل اللامائي و2.284 جم/مل للشكل الخماسي هيدرات. الكثافة هي قياس الكتلة لكل وحدة حجم. تتأثر كثافة كبريتات النحاس بعدد جزيئات الماء في بنيتها، لأن الشكل الخماسي الهيدرات يحتوي على جزيئات ماء أكثر لكل وحدة حجم من الشكل اللامائي.
الوزن الجزيئي لكبريتات النحاس
يحتوي كبريتات النحاس على وزن جزيئي قدره 159,609 جم/مول للشكل اللامائي و249,685 جم/مول للشكل الخماسي الماء. الوزن الجزيئي هو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في الجزيء. يتم استخدام الوزن الجزيئي لكبريتات النحاس في التفاعلات الكيميائية وحسابات قياس العناصر الكيميائية لتحديد كمية كبريتات النحاس اللازمة أو المنتجة.
هيكل كبريتات النحاس
تحتوي كبريتات النحاس على هيكل ثماني السطوح في كلا الشكلين اللامائي وخماسي الهيدرات، حيث تكون ذرة النحاس الواحدة محاطة بأربع ذرات أكسجين وذرتين من الكبريت. في شكل خماسي الهيدرات، ترتبط خمس جزيئات ماء بالهيكل الثماني السطوح، لتشكل شبكة بلورية رطبة. تؤدي الروابط الأيونية بين جزيئات النحاس والكبريت والأكسجين والماء إلى التركيب البلوري لكبريتات النحاس.
صيغة كبريتات النحاس
صيغة كبريتات النحاسيك هي CuSO4، مما يشير إلى أنها تتكون من ذرة نحاس واحدة (Cu)، وذرة كبريت واحدة (S)، وأربع ذرات أكسجين (O). ومن المعروف أيضًا باسم كبريتات النحاس (II) أو الزاج الأزرق. تشير الصيغة إلى عدد ذرات كل عنصر موجود في الجزيء.
| مظهر | مادة صلبة بلورية زرقاء |
| جاذبية معينة | 3.6 (لا مائي)؛ |
| لون | أزرق |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 159,609 جم/مول (لا مائي)؛ |
| كثافة | 3.6 جم/مل (لا مائي)؛ |
| نقطة الانصهار | 110 درجة مئوية (بنتاهيدرات)؛ |
| نقطة الغليان | ينهار قبل الغليان |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | 31.6 جم/100 مل (20 درجة مئوية) |
| الذوبان | قابل للذوبان في الميثانول، الجلسرين، قابل للذوبان بشكل طفيف في الإيثانول، غير قابل للذوبان في الأثير |
| ضغط البخار | غير قابل للتطبيق |
| كثافة بخار | غير قابل للتطبيق |
| pKa | 1.99 |
| الرقم الهيدروجيني | 3.5 – 4.5 |
السلامة ومخاطر كبريتات النحاس
يمكن أن تشكل كبريتات النحاس مخاطر صحية إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح. وهو ضار إذا تم ابتلاعه وقد يسبب تهيجًا أو حروقًا إذا لامس الجلد أو العينين. استنشاق غباره أو بخاره قد يسبب تهيج الجهاز التنفسي أو تلفه. كما أنه يشكل خطرا محتملا على البيئة ويمكن أن يكون ساما للحياة المائية. وينبغي اتخاذ الاحتياطات اللازمة عند التعامل مع كبريتات النحاس، مثل ارتداء الملابس الواقية والقفازات والنظارات الواقية. في حالة ابتلاعها، اتصل بمركز مكافحة السموم أو اطلب العناية الطبية على الفور. في حالة ملامسته للجلد أو العينين، اشطفيه بالماء لعدة دقائق واستشيري الطبيب.
| رموز الخطر | شي (مزعج) |
| وصف الأمان | تجنب ملامسة الجلد والعينين. ارتداء القفازات الواقية وحماية العين/الوجه. إذا ابتلع، استشارة الطبيب. |
| معرفات | UN3077 (لللا مائي)؛ UN1512 (للخماسي الهيدرات) |
| رمز النظام المنسق | 2833.25.00 |
| فئة الخطر | 9 (البضائع الخطرة المتنوعة) |
| مجموعة التعبئة | ثالثا |
| تسمم | قد يكون ضارًا في حالة ابتلاعه، ويسبب تهيج الجلد والعين، وقد يسبب تهيج الجهاز التنفسي. |
طرق تصنيع كبريتات النحاس
لتصنيع كبريتات النحاس، يمكن استخدام طرق مختلفة، مثل تفاعل النحاس مع حمض الكبريتيك أو أكسيد النحاس أو هيدروكسيد النحاس مع حمض الكبريتيك.
لتصنيع كبريتات النحاس باستخدام الطريقة الأولى، تتم إضافة النحاس إلى وعاء تفاعل يحتوي على حمض الكبريتيك ويتم تطبيق الحرارة لبدء التفاعل. يتفاعل النحاس مع حمض الكبريتيك وينتج عنه كبريتات النحاس والماء. بعد ذلك، يتم تبريد الخليط الناتج وتصفيته لفصل بلورات كبريتات النحاس عن المحلول المتبقي.
لتصنيع كبريتات النحاس، يمكن تفاعل أكسيد النحاس أو هيدروكسيد النحاس مع حمض الكبريتيك في وعاء التفاعل. بعد التفاعل، يتم تبريد الخليط وترشيح بلورات كبريتات النحاس من المحلول المتبقي.
تتضمن الطريقة الأخرى تفاعل النحاس مع ثاني أكسيد الكبريت والأكسجين في وعاء التفاعل. ينتج عن التفاعل كبريتات النحاس والماء. يتم تبريد الخليط الناتج وتصفيته للحصول على بلورات كبريتات النحاس.
لإنتاج كبريتات النحاس، يمكن استخدام طريقة التحليل الكهربائي. في هذه العملية، يخضع المحلول المائي لكبريتات النحاس للتحليل الكهربائي، مما يؤدي إلى ترسب كبريتات النحاس على القطب الموجب. ثم يتم فصل بلورات كبريتات النحاس من المحلول وتجفيفها.
استخدامات كبريتات النحاس
بعض الاستخدامات الشائعة لكبريتات النحاس تشمل:
- يستخدم كسماد لتزويد التربة بالنحاس الضروري لنمو النبات. يستخدم كمبيد لمكافحة الأمراض الفطرية في المحاصيل.
- يضاف إلى علف الحيوان كمصدر للنحاس الضروري لنمو الحيوان وتطوره.
صناعة
- يستخدم في الطلاء الكهربائي لترسيب النحاس على سطح المعادن الأخرى مما يحسن مقاومتها للتآكل.
- يستخدم في معالجة المياه كمبيد للطحالب ومندف لإزالة الطحالب والشوائب الأخرى من الماء.
- يستخدم في الكيمياء التحليلية ككاشف لتقدير السكريات المختزلة والبروتينات.
- يستخدم في صناعة النسيج كمادة مثبتة لتثبيت الأصباغ على الأقمشة ومنحها لوناً أكثر حيوية.
- يستخدم في صناعة الأدوية كمصدر للنحاس للمكملات الغذائية والأدوية.
- كما يستخدم في إنتاج الأصباغ والأحبار والدهانات، وكذلك في صناعة البطاريات والمحفزات والمواد الحافظة للأخشاب.
أسئلة:
س: هل كبريتات النحاس قابلة للذوبان في الماء؟
ج: نعم، كبريتات النحاس شديدة الذوبان في الماء. في درجة حرارة الغرفة يمكن أن يذوب في الماء بحد أقصى 203 جرام لكل 100 ملليلتر من الماء.
س: أين يمكنني شراء كبريتات النحاس بالقرب مني؟
ج: كبريتات النحاس متاحة للشراء بسهولة في معظم متاجر الأجهزة ومراكز الحدائق وتجار التجزئة عبر الإنترنت. يمكنك أيضًا مراجعة متجر مستلزمات المزرعة المحلي أو متجر الأعلاف، حيث تستخدم كبريتات النحاس بشكل شائع في الزراعة وعلف الحيوانات.
س: ما هي كمية كبريتات النحاس لكل جالون من الماء؟
ج: تعتمد كمية كبريتات النحاس اللازمة لكل جالون من الماء على التطبيق المحدد. على سبيل المثال، في الزراعة، يتراوح معدل الاستخدام الموصى به عمومًا بين 1 و10 جنيهات للفدان. في معالجة المياه، تتراوح الجرعة الموصى بها عمومًا بين 0.2 و1.0 ملليجرام لكل لتر من الماء. من المهم اتباع الإرشادات الموجودة على ملصق منتج كبريتات النحاس بعناية لضمان الاستخدام السليم.
س: ما هي صيغة كبريتات النحاس (2)؟
ج: صيغة كبريتات النحاس الثنائي هي CuSO4.