VARIO SULFATAS (CUSO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, GAVIMAS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Vario sulfatas yra neorganinis junginys, sudarytas iš elementų varis (Cu), sieros (S) ir deguonies (O). Jo cheminė formulė yra CuSO ₄ . Vario oksidacijos būsena yra +2, sieros +6, o deguonies valentingumas yra -2.

Tai balta kieta medžiaga, kuri, veikiama aplinkos drėgmės, virsta savo mėlynu pentahidratu CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Balta kieta medžiaga gaunama kaitinant mėlynąją spalvą, kad būtų pašalintas vanduo.

Bevandenis vario sulfatas (CuSO ₄ ) (be kristalinės struktūros vandens). W. Oelenas / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis šimtmečius buvo naudojamas kaip antibakterinis vaistas žmonių ir gyvūnų žaizdoms gydyti. Jis taip pat veikia kaip fungicidas, sutraukiantis agentas, kaip priešuždegiminis vaistas ir kontroliuoja gyvūnų žarnyno ligas. Jis taip pat naudojamas kaip priešgrybelinis agentas augaluose.

Tačiau kai kurie jo naudojimo būdai buvo nutraukti, nes jo perteklius gali būti toksiškas žmonėms, gyvūnams ir augalams. Koncentracijos diapazonas, kuriame jis gali būti naudojamas, yra siauras ir priklauso nuo rūšies.

Jis naudojamas kaip katalizatorius cheminėse reakcijose ir kaip tirpiklių sausiklis. Tai leidžia pagerinti kai kurių polimerų atsparumą ir lankstumą.

Per didelis šio junginio kiekis gali būti kenksmingas dirvožemyje, nes jis yra toksiškas mikroorganizmams, kurie yra naudingi augalams.

Struktūra

Vario sulfatas yra sudarytas iš vario jonų (Cu ²⁺ ) ir sulfato jonų (SO ₄ ² ).

Vario (II) sulfato joninė struktūra. Autorius: Marilú Stea.

Dėl dviejų elektronų praradimo vario (II) jonas turi tokią elektroninę konformaciją:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Galima pastebėti, kad ji turi nepilną 3D orbitalę (ji turi 9 elektronus, o ne 10).

Nomenklatūra

• Bevandenis vario sulfatas
• Vario (II) sulfatas
• Vario sulfatas

Savybės

Fizinė būklė

Balta arba žalsvai balta kieta medžiaga kristalų pavidalu.

Molekulinė masė

159,61 g / mol

Lydymosi temperatūra

560 ° C temperatūroje jis suyra.

Tankis

3,60 g / cm ³

Tirpumas

22 g / 100 g vandens 25 ° C temperatūroje. Netirpsta etanolyje.

Cheminės savybės

Kai oro drėgmė yra žemesnė nei 30 ° C, jis tampa pentahidrato junginiu CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Vandeniniai jo tirpalai yra mėlyni, nes susidaro heksaakokokio (II) ²⁺ jonas, kuris sukelia minėtą spalvą. Šiame jone dvi vandens molekulės yra toliau nuo metalo atomo nei kitos keturios.

Deformuota šešiaakopio (II) ²⁺ jonų struktūra . „Benjah-bmm27“ / Vieša nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Taip yra dėl vadinamojo Jahn-Teller efekto, kuris numato, kad tokio tipo sistemose bus iškraipymų, kuriuos sukelia tai, kad Cu ²⁺ turi elektroninę struktūrą, kuri baigiasi d ⁹ , tai yra neišsami orbita (ji būtų pilna, jei būtų d ¹⁰ ).

Jei į šiuos tirpalus pridedama amoniako (NH ₃ ), susidaro kompleksai, kuriuose NH ₃ iš eilės išstumia vandens molekules. Jie sudaromi, pavyzdžiui, nuo ²⁺ iki ²⁺ .

Kai CuSO ₄ kaitinamas iki skilimo, jis išskiria nuodingas dujas ir virsta vario oksidu CuO.

Gavimas

Bevandenis vario sulfatas gali būti gaunamas visiškai dehidratuojant pentahidrato junginį, kuris gaunamas jį kaitinant, kol vandens molekulės išgaruos.

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

Pentahidratuotas junginys yra mėlynas, todėl praradus kristalizacijos vandenį, gaunamas baltas bevandenis CuSO ₄ .

Programos

Kai kurie jo naudojimo būdai sutampa su pentahidrato junginio naudojimu. Kiti būdingi bevandenei medžiagai.

Kaip antibakterinis agentas

Jis gali būti antimikrobinis agentas. Jis buvo naudojamas tūkstančius metų, įskaitant Pietų ir Centrinės Amerikos kultūras, siekiant užkirsti kelią žaizdų užkrėtimui, naudojant marlę, įmirkytą šio junginio tirpale.

Apskaičiuota, kad pagal jų antibakterinio aktyvumo mechanizmą Cu ²⁺ jonai sudaro chelatus su fermentais, kurie turi lemiamą reikšmę bakterijų ląstelinėms funkcijoms, juos išjungdami. Jie taip pat skatina hidroksilo radikalų OH •, kurie pažeidžia bakterijų membranas ir jų DNR, susidarymą.

CuSO ₄ gali veikti prieš kai kurias patogenines bakterijas. Autorius: Gerdas Altmannas. Šaltinis: „Pixabay“.

Neseniai buvo pranešta, kad CuSO ₄ pėdsakai gali padidinti antimikrobinį natūralių produktų, kuriuose gausu polifenolių, pavyzdžiui, granatų ekstraktų ir kai kurių arbatos augalų rūšių užpilų, antimikrobinį aktyvumą.

Veterinarijoje

Jis naudojamas kaip antiseptikas ir sutraukiantis priemonė gleivinėms bei konjunktyvitui ir išoriniam otitui gydyti. Jis naudojamas terapinėms ar profilaktinėms vonioms atlikti, kad būtų išvengta galvijų, avių ir kitų žinduolių kojų puvimo.

Vandeniniai CuSO ₄ tirpalai naudojami gydant galvijų kanopas. Autoriai: Ingrid und Stefan Melichar. Šaltinis: „Pixabay“.

Jis veikia kaip galvijų galūnių nekrozinių masių, stomatito opų ir jų granuliuotų medžiagų sukėlėjas. Jis naudojamas kaip fungicidas gydant grybelius ir grybelines odos ligas.

Jis taip pat naudojamas kaip vėmimo priemonė (sukėlėjas, sukeliantis vėmimą) kiaulėms, šunims ir katėms; kaip sutraukiantis viduriavimą mažinantis veršelius ir kontroliuojantis naminių paukščių žarnyno moniliasis ir kalakutų trichomonozę.

Kaip priedas gyvūnų pašaruose

Vario sulfatas buvo naudojamas kaip papildas labai mažais kiekiais galvijams, kiaulėms ir naminiams paukščiams šerti. Jis naudojamas atrajotojų vario trūkumui gydyti. Kiaulėms ir naminiams paukščiams jis naudojamas kaip augimo stimuliatorius.

Varis buvo nustatytas kaip būtinas žinduolių hemoglobino biosintezei, širdies ir kraujagyslių struktūrai, kaulų kolageno sintezei, fermentų sistemoms ir reprodukcijai.

Kaip minėta ankstesniame skyriuje, jis taip pat gali būti skiriamas kaip vaistas nuo ligų. Tačiau reikia atidžiai stebėti papildymo ir (arba) vaistų kiekį.

Naminių paukščių ir jų kiaušinių mitybai gali turėti įtakos perteklinis vario sulfatas. Autorius: Pexels. Šaltinis: „Pixabay“.

Dėl tam tikro kiekio, kuris priklauso nuo kiekvienos rūšies, gali sumažėti augimas, prarasti apetitą ir svorį, gali būti pažeisti tam tikri organai ir netgi žūti gyvūnai.

Pavyzdžiui, vištoms papildant 0,2% ar daugiau, sumažėja jų suvartojamo maisto kiekis, dėl to mažėja svoris, sumažėja kiaušinių gamyba ir jų lukštų storis.

Žemės ūkio reikmėms

Ekologiškos gamybos sistemose neleidžiama naudoti sintetinių fungicidų, priimami tik vario ir sieros pagrindu sukurti produktai, tokie kaip vario sulfatas.

Pavyzdžiui, tam tikri grybeliai, kurie puola obelų augalus, pavyzdžiui, Venturia inaequalis, yra naikinami šiuo junginiu. Manoma, kad Cu ²⁺ jonai gali patekti į grybelio sporą, denatūruoti baltymus ir blokuoti įvairius fermentus.

Vario sulfatas naudojamas kovojant su kai kuriais grybais, kurie puola obuolius. Algirdas lt.wikipedia / viešas domenas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Vario svarba augaluose

Vario elementas yra svarbus augalų fiziologiniuose procesuose, tokiuose kaip fotosintezė, kvėpavimas ir apsauga nuo antioksidantų. Tiek dėl šio elemento trūkumo, tiek dėl jo pertekliaus susidaro reaktyviosios deguonies rūšys, kenksmingos jų molekulėms ir struktūroms.

Vario koncentracijos diapazonas optimaliam augalų augimui ir vystymuisi yra labai siauras.

Neigiamas poveikis žemės ūkiui

Kai šis produktas žemės ūkio veikloje naudojamas pertekliniai, jis gali būti fitotoksiškas, sukelti priešlaikinį vaisių vystymąsi ir pakeisti jų spalvą.

Be to, varis kaupiasi dirvožemyje ir yra toksiškas mikroorganizmams ir sliekams. Tai prieštarauja ekologinio žemės ūkio koncepcijai.

Nors CuSO ₄ naudojamas ekologiniame žemės ūkyje, jis gali pakenkti sliekams. Autorius: Patricia Maine Degrave. Šaltinis: „Pixabay“.

Katalizuojant chemines reakcijas

Bevandenis CuSO ₄ naudojamas kaip katalizatorius įvairioms organinių karbonilo junginių reakcijoms su dioliais ar jų epoksidais, formuojant dioksolanus arba acetonidus. Šio junginio dėka reakcijas galima atlikti švelniomis sąlygomis.

Reakcijos, kurioje bevandenis CuSO ₄ veikia kaip katalizatorius, pavyzdys . Autorius: Marilú Stea.

Taip pat buvo pranešta, kad jo katalizinis veikimas leidžia dehidratuoti antrinius, tretinius, benzilinius ir alilinius alkoholius iki jų atitinkamų olefinų. Reakcija vykdoma labai paprastai.

Grynas alkoholis yra kaitinami kartu su bevandenio CuSO ₄ esant 100-160 ° C temperatūroje 0,5-1,5 valandų laiko. Dėl to alkoholis dehidratuojamas, o olefinas iš reakcijos mišinio distiliuojamas.

Alkoholio dehidracija bevandeniu vario (II) sulfatu. Autorius: Marilú Stea.

Kaip dehidrataciją skatinanti priemonė

Šis junginys naudojamas chemijos laboratorijose kaip sausiklis. Jis naudojamas organiniams skysčiams, pavyzdžiui, tirpikliams, dehidratuoti. Jis sugeria vandenį, sudarydamas pentahidrato junginį CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Kai baltasis bevandenis CuSO ₄ sugeria vandenį, jis virsta mėlynojo pentahidrato junginiu CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Norėdami pagerinti polimerus

Bevandenis CuSO ₄ buvo naudojamas tam tikrų polimerų savybėms pagerinti, tuo pačiu leidžiant juos perdirbti.

Pavyzdžiui, junginyje esančios junginio dalelės acetone buvo sumaišytos su akrilonitrilo-butadieno kaučiuku specialiame malūne, stengiantis, kad CuSO ₄ dalelės būtų labai mažos.

Vario sulfatas pagerina polimero surišimo taškus, sudarydamas didelio stiprumo, kietumo ir stebėtino lankstumo mišinį.

Nutraukus gydymą

Anksčiau vario sulfato tirpalai buvo naudojami skrandžio plovimui, kai kas nors kentė nuo apsinuodijimo baltuoju fosforu. Tačiau tirpalas buvo greitai išmaišytas, kad būtų išvengta apsinuodijimo variu.

Šio junginio tirpalai taip pat buvo naudojami kartu su kitomis medžiagomis vietiniam naudojimui ant fosforinės odos nudegimų.

Kartais jie būdavo tam tikros vaikų mitybinės anemijos formos ir vario trūkumas pacientams, kurie buvo maitinami parenteriniu būdu, tai yra žmonėms, kurie negali maitintis per burną.

Tam tikruose egzemose, impetiga ir intertrigo losjonuose buvo CuSO ₄ . Tirpalai buvo naudojami kaip sutraukiantys vaistai nuo akių infekcijų. Kartais kristalai buvo dedami tiesiai į nudegimus ar opas.

Visi šie naudojimo būdai nebeatliekami dėl toksiškumo, kurį gali sukelti šio junginio perteklius.

Nuorodos

1. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Vario sulfatas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktorius) (2003). CRC chemijos ir fizikos vadovas. 85 ^-oji CRC spauda.
3. Montag, J. et al. (2006). Vario hidroksido ir vario sulfato poinfekcijos prieš Venturia inaequalis konidijas tyrimas in vitro. J. Agric. Maisto chem., 2006, 54, 893-899. Atkurta iš nuorodos.springer.com.
4. Holloway, AC ir kt. (2011). Visos ir subfrakcionuotos baltosios arbatos antimikrobinio aktyvumo sustiprinimas pridedant vario (II) sulfato ir vitamino C prieš Staphylococcus aureus; mechanistinis požiūris. BMC papildymas Altern Med 11, 115 (2011). Atkurta iš bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com.
5. Sanz, A. et al. (2018 m.). Vario įsisavinimo mechanizmas Arabidopsis thaliana didelio afiniteto LOPL pernešėjams. Protoplazma 256, 161–170 (2019). Atkurta iš nuorodos.springer.com.
6. Grimingeris, P. (1977). Vario sulfato įtaka kiaušinių gamybai ir lukšto storiui. „Poultry Science“, 56: 359-351, 1977. Gauta iš acade.oup.com.
7. Hanzlik, RP ir Leinwetter, M. (1978). Epoksidų ir karbonilo junginių, katalizuotų bevandeniu vario sulfatu, reakcijos. J. Org. Chem., Vol.43, No.3, 1978. Atkurta iš pubs.acs.org.
8. Okonkwo, AC ir kt. (1979). Vario reikalavimas kūdikių kiaulėms, maitinamoms išgrynintomis dietomis. „The Journal of Nutrition“, 109 tomas, 6 leidimas, 1979 m. Birželio mėn., 939–948 puslapiai. Atkurta iš „Acade.oup.com“.
9. Hoffmanas, R. V. ir kt. (1979). Bevandenis vario (II) sulfatas: efektyvus alkoholio skysčių fazės dehidratacijos katalizatorius. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Atkurta iš pubs.acs.org.
10. Shao, C. et al. (2018 m.). Pagerintas akrilnitrilo-butadieno kaučiuko / bevandenio vario sulfato kompozitų tempiamasis stipris, paruoštas kryžminiu kryžminimu. Polimas. Jaučio. 76, 1435-1452 (2019). Atkurta iš nuorodos.springer.com.
11. Betts, JW et al. (2018 m.). Nauji antibakteriniai vaistai: tradicinių antibiotikų alternatyvos. Varis. Pažanga mikrobiologinėje fiziologijoje. Atgauta iš „sciencedirect.com“
12. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
13. „Google“ svetainės. Pagaminkite bevandenį vario sulfatą. „Paradokso namų chemijoje“. Atkurta iš svetainių.google.com.