Сульфат меди(II): свойства и применение¶

Сульфат меди(II) (медный купорос, химическая формула CuSO₄) — неорганическое соединение, медь(II)-соль серной кислоты. Представляет собой кристаллическое вещество, в безводной форме — белый порошок, в виде кристаллогидрата CuSO₄·5H₂O — ярко-синие кристаллы. Широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и лабораторной практике.

¶Физические свойства

Безводный сульфат меди(II) — гигроскопичный порошок с плотностью 3,6 г/см³, температурой плавления около 200 °C (с разложением). Хорошо растворим в воде: при 20 °C растворимость составляет около 32 г на 100 г воды. Водные растворы имеют характерную голубую окраску, обусловленную присутствием аквакомплексов [Cu(H₂O)₆]²⁺.

Пентагидрат CuSO₄·5H₂O (медный купорос) — наиболее распространённая коммерческая форма. При нагревании до 100–110 °C теряет четыре молекулы воды, переходя в моногидрат CuSO₄·H₂O, а при 250 °C полностью обезвоживается. Обратная гидратация безводной соли сопровождается выделением тепла и восстановлением синей окраски.

¶Химические свойства

Сульфат меди(II) — типичная соль слабого основания и сильной кислоты. В водном растворе подвергается гидролизу, создавая слабокислую среду (pH 5 %-ного раствора около 3,8).

Основные химические реакции:

• С щелочами — образует голубой осадок гидроксида меди(II): CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄.
• С растворимыми солями — реакции ионного обмена, например с хлоридом бария даёт белый осадок сульфата бария (качественная реакция на сульфат-ион).
• С металлами — медь вытесняется более активными металлами (цинк, железо, алюминий): CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu.
• С аммиаком — образует ярко-синий комплекс тетраамминмеди(II): CuSO₄ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]SO₄.
• Термическое разложение — при прокаливании (выше 600 °C) разлагается до оксида меди(II) и серного ангидрида: CuSO₄ → CuO + SO₃.

¶Получение

В промышленности сульфат меди(II) получают несколькими способами:

• растворением оксида меди(II) в серной кислоте: CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O;
• окислением металлической меди (медного лома) серной кислотой в присутствии кислорода воздуха;
• как побочный продукт при электролитическом рафинировании меди;
• обжигом сульфидных медных руд с последующим выщелачиванием.

В лабораторных условиях чаще всего используют реакцию металлической меди с концентрированной серной кислотой при нагревании.

¶Применение

¶Сельское хозяйство

Медный купорос — одно из старейших и наиболее распространённых средств защиты растений. Применяется в качестве фунгицида для борьбы с грибковыми заболеваниями плодовых деревьев, винограда, овощных культур. Входит в состав бордоской жидкости — смеси медного купороса с гашёной известью. Также используется для обеззараживания почвы и как микроудобрение при дефиците меди в почвах.

¶Промышленность

• Электролитическое рафинирование меди — используется как компонент электролита.
• Гальванотехника — для меднения металлических изделий.
• Производство волокон — в качестве компонента растворов при получении медно-аммиачного (купроаммонийного) волокна.
• Деревообработка — пропитка древесины для защиты от гниения и поражения насекомыми.
• Лакокрасочная промышленность — пигмент для минеральных красок (медянка).
• Горнодобывающая отрасль — флотация руд.

¶Медицина

В медицине сульфат меди(II) применяется как антисептическое и вяжущее средство наружно. Используется при лечении конъюнктивитов, кожных заболеваний, ожогов. Входит в состав некоторых глазных капель. В ветеринарии применяется при лечении заболеваний животных. Соединение токсично при приёме внутрь, поэтому применяется строго по назначению врача.

¶Другие области

• Аналитическая химия — реактив для качественного и количественного анализа, компонент реактива Фелинга для обнаружения сахаров.
• Аквариумистика — для лечения рыб от паразитарных заболеваний.
• Консервация древесины — в составе антисептических пропиток.
• Образование — классический реактив для демонстрационных опытов, выращивания кристаллов.

¶Меры безопасности

Сульфат меди(II) относится к веществам III класса опасности (умеренно опасные). При попадании на кожу может вызывать раздражение, при вдыхании пыли — раздражение дыхательных путей. При приёме внутрь вызывает тошноту, рвоту, боли в животе; в больших дозах — тяжёлое отравление. ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,5 мг/м³. Работа с веществом требует использования средств индивидуальной защиты — перчаток, очков, респиратора. Отходы, содержащие сульфат меди, подлежат утилизации как отходы II–III класса опасности.

¶Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2.
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — М.: Химия, 2000.
• Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. — Л.: Химия, 1977.
• Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов: в 2 т. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.