сульфат меди какая среда

Гидролиз сульфата меди (II)

Общие понятия о гидролизе сульфата меди (II)

Если же вода присутствует (имеет тривиальное название медный купорос), то кристаллы синего цвета. Формула CuSO₄.

Рис. 1. Сульфат меди (II). Внешний вид.

Гидролиз сульфата меди (II)

Сульфат меди (II) – соль, образованная сильной кислотой – серной (H₂SO₄) и слабым основанием – гидроксидом меди (II) (Сu(OH)₂). Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможна вторая ступень.

Cu 2+ + SO₄ 2- + HOH ↔ CuOH + + SO₄ 2- + H + ;

CuOH + + SO₄ 2 + HOH ↔ Cu(OH)₂ + SO₄ 2 + HOH.

Примеры решения задач

Задание	К раствору сульфата меди (II) массой 25 г добавили железную стружку (3,1 г). Определите, какая масса меди образовалась в ходе реакции.
Решение	Запишем уравнение реакции:

Рассчитаем количества веществ, вступивших в реакцию. Молярные массы, которых равны 160 и 56 г/моль, соответственно для сульфата меди (II) и железа:

υ(Fe)= m (Fe)/M(Fe) = 3,1/56 = 0,05моль.

Сравним полученные значения:

Расчет ведем по веществу, которое находится в недостатке. Это железо. Согласно уравнению реакции υ(Fe)=υ(Cu)= 0,05 моль. Тогда масса меди будет равна (молярная масса – 64 г/моль):

m(Cu)= υ(Cu)× M(Cu)= 0,05×64 =3,2г.

ОтветМасса меди равна 3,2 г.

Задание	Какая концентрация раствора сульфата меди (II) будет, если к 180 г 30% — го раствора этой соли добавить ещё 10 г того же вещества?
Решение	Найдем массу растворенного вещества сульфата меди (II) в 30%-м растворе:

m_solute (CuSO₄) = ω/100% × m_solution (СuSO₄) = 30/100 × 180 =54 г.

Найдем общую массу растворенного вещества сульфата меди (II) в новом растворе:

Рассчитаем массу нового раствора:

Определим массовую концентрацию нового раствора:

Источник

Медный купорос ГОСТ 19347-99

Умеренно токсичен, ирритант, опасен для окружающей среды

Медный купорос
Систематическое наименование	медный купорос
Традиционные названия	пентагидрат: сульфат меди (II), медь сернокислая техническая
Хим. формула	CuSO 4
Состояние	кристаллическое
Молярная масса	159,609 (сульфат) 249.685 (пентагидрат) г/моль
Плотность	3,64 г/см³
Твёрдость	2,5
Т. разл.	выше 650 °C
pKa	5⋅10 −3
Координационная геометрия	Октаэдрическая
Кристаллическая структура	безв. — ромбическая пентагидрат — триклинная пинакоидальная тригидрат — моноклинная
ГОСТ	ГОСТ 19347-99
Рег. номер CAS	7758-98-7
PubChem	24462
Рег. номер EINECS	231-847-6
SMILES
Кодекс Алиментариус	E519
RTECS	GL8800000
ChEBI	23414
ChemSpider	22870
ПДК	в воздухе: мр 0,009, сс 0,004; в воде: 0,001
ЛД50	крысы, орально: 612,9 мг/кг мыши, орально: 87 мг/кг
Токсичность
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Медный купорос (медь сернокислая, сульфат меди (II) ) — неорганическое соединение, медная соль серной кислоты с формулой CuSO ₄. Нелетучее вещество, не имеет запаха. В безводном виде — белый порошок, очень гигроскопичное. В виде кристаллогидратов — прозрачные негигроскопичные кристаллы различных оттенков синего с горьковато-металлическим вяжущим вкусом, на воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду).

Сульфат меди(II) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO₄·5H₂O — медный купорос. Токсичность медного купороса для теплокровных животных относительно невысока, в то же время, он высокотоксичен для рыб.

Обладает дезинфицирующими, антисептическими, вяжущими свойствами. Применяется в медицине, в растениеводстве как антисептик, фунгицид или медно-серное удобрение.

Реакция гидратации безводного сульфата меди (II) экзотермическая и проходит со значительным выделением тепла.

Содержание

Нахождение в природе

В природе встречается в виде минералов халькантита (CuSO₄·5H₂O), халькокианита (CuSO₄), бонаттита (CuSO₄·3H₂O), бутита (CuSO₄·7H₂O) и в составе некоторых других минералов.

Получение

В промышленности

В промышленности загрязненный сульфат меди(II) получают растворением меди и медных отходов в разбавленной серной кислоте H₂SO₄ при продувании воздуха:

растворением оксида меди(II) CuO в H₂SO₄:

сульфатизирующим обжигом сульфидов меди и как побочный продукт электролитического рафинирования меди.

В лабораторных условиях

В лаборатории CuSO₄ можно получить действием концентрированной серной кислоты на медь при нагревании:

температура не должна превышать 60 °С, при большей температуре в значительных количествах образуется побочный продукт — сульфид меди(I):

Также в лабораторных условиях сульфат меди (II) может быть получен реакцией нейтрализации гидроксида меди(II) серной кислотой, для получения сульфата меди высокой чистоты используют соответственно чистые реактивы:

Чистый сульфат меди может быть получен следующим образом. В фарфоровую чашку наливают 120 мл дистиллированной воды, прибавляют 46 мл химически чистой серной кислоты плотностью 1,8 г/см 3 и помещают в смесь 40 г чистой меди (например, электролитической). Затем нагревают до 70—80 °С и при этой температуре в течение часа постепенно, порциями по 1 мл, прибавляют 11 мл конц. азотной кислоты. Если медь покроется кристаллами, прибавить 10—20 мл воды. Когда реакция закончится (прекратится выделение пузырьков газа), остатки меди вынимают, а раствор упаривают до появления на поверхности пленки кристаллов и дают остыть. Выпавшие кристаллы следует 2—3 перекристаллизовать из дистиллированной воды и высушить.

Очистка

Очистить загрязненный или технический сульфат меди можно перекристаллизацией — вещество растворяется в кипящей дистиллированной воде до насыщения раствора, после чего охлаждается до приблизительно +5 °С. Полученный осадок кристаллов отфильтровывается. Однако даже многократная перекристаллизация не позволяет избавиться от примеси соединений железа, которые являются наиболее распространенной примесью в сульфате меди.

Для полной очистки медный купорос кипятят с диоксидом свинца PbO₂ или пероксидом бария BaO₂, пока отфильтрованная проба раствора не покажет отсутствия железа. Затем раствор фильтруют и упаривают до появления на поверхности пленки кристаллов, после чего охлаждают для кристаллизации.

По Н. Шоорлю очистить сульфат меди можно так: к горячему раствору CuSO₄ прибавить небольшие количества пероксида водорода H₂O₂ и гидроксида натрия NaOH, прокипятить и отфильтровать осадок. Выпавшие из фильтрата кристаллы дважды подвергаются перекристаллизации. Полученное вещество имеет чистоту не ниже квалификации «ХЧ».

Глубокая очистка

Для этого готовится водный, насыщенный при 20°С раствор сульфата меди (вода используются только бидистиллированная). В него добавляют перекись водорода в количестве 2-3 мл 30 % раствора на 1 литр, перемешивают, вносят свежеосаждённый основной карбонат меди в количестве 3-5 грамм, нагревают и кипятят 10 минут для разложения H₂O₂.

Затем раствор охлаждают до 30—35 °С, фильтруют и приливают 15 мл 3%-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия и выдерживают в мешалке три-четыре часа не понижая температуры. Далее раствор быстро процеживают от крупных хлопьев комплексов и вносят активированный уголь БАУ-А на полчаса при перемешивании. Затем раствор следует отфильтровать вакуумным методом.

Дальше в раствор CuSO₄ приливают на 1 л около 200 мл насыщенного раствора NaCl квалификации «Ч» и вносят чистый алюминий в проволоке или обрезках до полного прохождения реакции, выделения меди и просветления раствора (при этом выделяется водород). Выделенную медь отделяют от алюминия взбалтыванием, осадок промывают декантацией сперва водой затем заливают горячим 5—10 % раствором соляной кислоты ХЧ при взбалтывании в течение часа и постоянным подогревом до 70—80 °С, затем промывают водой и заливают 10—15%-ной серной кислотой (ОСЧ 20-4) на час с подогревом при том же интервале температур. От степени и тщательности промывания кислотами, а также квалификации применяемых далее реактивов зависит чистота дальнейших продуктов.

После промывки кислотами медь снова моют водой и растворяют в 15—20%-ной серной кислоте (ОСЧ 20-4) без её большого избытка с добавлением перекиси водорода (ОСЧ 15-3). После прохождения реакции полученный кислый раствор сульфата меди кипятят для разложения избытка перекиси и нейтрализуют до полного растворения вначале выпавшего осадка перегнанным 25%-ным раствором аммиака (ОСЧ 25-5) или приливают раствор карбоната аммония, очищенного комплексно-адсорбционным методом до особо чистого.

После выстаивания в течение суток раствор медленно фильтруют. В фильтрат добавляют серную кислоту (ОСЧ) до полного выпадения голубовато-зелёного осадка и выдерживают до укрупнения и перехода в зелёный основной сульфат меди. Зелёный осадок выстаивают до компактности и тщательно промывают водой до полного удаления растворимых примесей. Затем осадок растворяют в серной кислоте, фильтруют, устанавливают рН=2,5—3,0 и перекристаллизовывают два раза при быстром охлаждении, причем при охлаждении раствор каждый раз перемешивают для получения более мелких кристаллов сульфата меди. Выпавшие кристаллы переносят на воронку Бюхнера и удаляют остатки маточного раствора с помощью водоструйного насоса. Третья кристаллизация проводится без подкисления раствора с получением чуть более крупных и оформленных кристаллов.

Физические свойства

Строение кристаллогидрата

Структура медного купороса приведена на рисунке. Как видно, вокруг иона меди координированы два аниона SO₄ 2− по осям и четыре молекулы воды (в плоскости), а пятая молекула воды играет роль мостиков, которые при помощи водородных связей объединяют молекулы воды из плоскости и сульфатную группу.

Термическое воздействие

При нагревании пентагидрат последовательно отщепляет две молекулы воды, переходя в тригидрат CuSO₄·3H₂O (этот процесс, выветривание, медленно идёт и при более низких температурах [в том числе при 20—25 °С]), затем в моногидрат (при 110 °С) CuSO₄·H₂O, и выше 258 °C образуется безводная соль.

Выше 650 °C становится интенсивным пиролиз безводного сульфата по реакции:

Растворимость

Растворимость сульфата меди (II) по мере роста температуры проходит через плоский максимум, в течение которого растворимость соли почти не меняется (в интервале 80—200 °C). (см. рис.)

Химические свойства

Электролитическая диссоциация

CuSO₄ — хорошо растворимая в воде соль и сильный электролит, в растворах сульфат меди(II) так же, как и все растворимые соли, диссоциирует в одну стадию:

Реакция замещения

Реакция замещения возможна в водных растворах сульфата меди с использованием металлов активнее меди, стоящих левее меди в электрохимическом ряду напряжения металлов:

Реакция с растворимыми основаниями (щелочами)

Сульфат меди(II) реагирует с щелочами с образованием осадка гидроксида меди(II) голубого цвета:

Сокращённое ионное уравнение (Правило Бертолле)

Реакция обмена с другими солями

Сульфат меди вступает также в обменные реакции по ионам Cu 2+ и SO₄ 2-

Прочее

С сульфатами щелочных металлов и аммония образует комплексные соли, например, Na₂[Cu(SO₄)₂]·6H₂O.

Источник

Сульфат меди и медный купорос, характеристика, свойства и химические реакции

Сульфат меди и медный купорос, характеристика, свойства и химические реакции.

Сульфат меди – неорганическое вещество, имеет химическую формулу CuSO₄.

Краткая характеристика сульфата меди:

Сульфат меди – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула сульфата меди CuSO₄.

Сульфат меди – неорганическое химическое соединение, соль серной кислоты и меди.

С водой сульфат меди образует кристаллогидраты: пентагидрат сульфата меди CuSO₄·5H₂O, именуемый также медный купорос, тетрагидрат сульфата меди CuSO₄·4H₂O, тригидрат сульфата меди CuSO₄·3H₂O, гидрат сульфата меди CuSO₄·H₂O.

Растворим также в глицерине, метаноле, этиленгликоле. Не растворим в ацетоне, этаноле.

Сульфат меди негорюч, пожаро- и взрывобезопасен.

Сульфат меди является пищевой добавкой Е519.

В природе сульфат меди встречается в виде минералов халькантита (CuSO₄·5H₂O), халькокианита (CuSO4), бонаттита (CuSO₄·3H₂O), бутита (CuSO₄·7H₂O) и в составе некоторых других минералов.

Краткая характеристика медного купороса:

Медный купорос – неорганическое вещество синего цвета различных оттенков.

Химическая формула медного купороса CuSO₄·5H₂O.

Медный купорос – пентагидрат сульфата меди.

Хорошо растворяется в воде. Растворим также в глицерине, метаноле, этаноле, этиленгликоле.

На воздухе постепенно выветривается (теряет кристаллизационную воду).

Медный купорос негорюч, пожаро- и взрывобезопасен.

Медный купорос относится к веществам 2-го класса опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007.

Физические свойства сульфата меди:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	CuSO4
Синонимы и названия иностранном языке	copper(II) sulphate (сopper(II) sulfate (англ.)

халькокианит (рус.)Тип веществанеорганическоеВнешний видбесцветные ромбические кристаллыЦветбесцветный, белыйВкус—*Запахбез запахаАгрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)твердое веществоПлотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 33640Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 33,64Температура кипения, °C—Температура плавления, °C—Температура разложения, °C650ГигроскопичностьгигроскопиченМолярная масса, г/моль159,609Растворимость в воде (25 o С), г/100 г20,5

Физические свойства медного купороса:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	CuSO4·5H2O
Синонимы и названия иностранном языке	sodium sulfate (англ.)

copper(II) sulfate pentahydrate (англ.)

меди(II) сульфат пентагидрат (рус.)

медный купорос (рус.)

медь сернокислая пятиводная (рус.)

халькантит (рус.)Тип веществанеорганическоеВнешний видсиние триклинные кристаллыЦветсинийВкусгорьковато-металлический вяжущийЗапахбез запахаАгрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)твердое веществоПлотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 32286Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 32,286Температура кипения, °C—*Температура плавления, °C—Температура разложения, °C100-250ГигроскопичностьгигроскопиченМолярная масса, г/моль249,685Растворимость в воде (25 o С), г/100 г35,6

Химические свойства сульфата меди. Химические реакции сульфата меди и кристаллогидратов меди:

1. реакция сульфата меди и железа :

2. реакция сульфата меди и цинка :

В результате реакции образуются сульфат цинка и медь.

3. реакция сульфата меди и олова :

В результате реакции образуются сульфат олова и медь.

4. реакция взаимодействия сульфата меди, меди и хлорида натрия:

CuSO₄ + Cu + 2NaCl → 2CuCl + Na₂SO₄ (t = 70 °C).

В результате реакции образуются хлорид меди и сульфат натрия.

5. реакция взаимодействия сульфата меди и аммиака :

В результате реакции образуется сульфат тетраамминмеди (II).

6. реакция взаимодействия сульфата меди и гидроксида натрия:

7. реакция взаимодействия сульфата меди и гидроксида калия:

В результате реакции образуются сульфат калия и гидроксид меди.

8. реакция взаимодействия сульфата меди и гидроксида лития:

В результате реакции образуются сульфат лития и гидроксид меди.

9. реакция взаимодействия сульфата меди и гидроксида кальция:

В результате реакции образуются сульфат кальция и гидроксид меди.

10. реакция взаимодействия сульфата меди и сульфида калия:

В результате реакции образуются сульфат калия и сульфид меди.

11. реакция взаимодействия сульфата меди и хлорида бария:

В результате реакции образуются сульфат бария и хлорид меди.

12. реакция взаимодействия сульфата меди и сульфита натрия:

В результате реакции образуются сульфат натрия и сульфит меди.

13. реакция взаимодействия сульфата меди и сульфата железа (II) :

В результате реакции образуются медь и сульфат железа (III). В ходе реакции используется концентрированный раствор сульфата железа (II).

14. реакция термического разложения сульфата меди:

15. реакция термического разложения кристаллогидратов сульфата меди:

Пентагидрат сульфата меди CuSO₄·5H₂O разлагается на тетрагидрат сульфата меди CuSO₄·4H₂O и воду.

Тетрагидрат сульфата меди CuSO₄·4H₂O разлагается на гидрат сульфата меди CuSO₄·H₂O и воду.

Гидрат сульфата меди CuSO₄·H₂O разлагается на сульфат меди CuSO₄ и воду.

Применение и использование сульфата меди и медного купороса:

Сульфат меди и медный купорос используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

– в химической промышленности как исходное сырьё для получения других соединений меди ;

– в сельском хозяйстве медный купорос применяется как антисептик, фунгицид и медно-серное удобрение ;

– в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки 519 как фиксатор окраски и консервант;

– в быту для выведения пятен ржавчины на потолке после затоплений.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

сульфат меди реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие сульфата меди
реакции

Источник