سولفات مس 24% کریستالCopper sulfate 24% crystal

سولفات ها

سولفات ها گروهی از نمک های معدنی با فرمول  می باشد که از اتم های گوگرد و اکسیژن تشکیل شده است. سولفات با عناصر مختلفی از جمله پتاسیم، سدیم، کلسیم، آلومینیوم، آهم، مس، منیزیم، باریم و … نمک تشکیل می دهد.

سولفات ها نمک های اسید سولفوریک هستند و بسیاری از آنها از این اسید تهیه می شوند؛ برای تهیه سولفاتها می توان اسید سولفوریک را به طور مستقیم با فلز یا اکسید آن وارد واکنش کرد. سولفات ها کاربرد گسترده ای در صنعت و زندگی روزمره دارند.

سولفات مس

سولفات مس (II) که به عنوان سولفات مس نیز شناخته می شود، یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی CuSO₄ است.  فرم هیدراته یا آبدار سولفات مس دارای فرمول CuSO₄·nH₂O می باشد که n می تواند از 1 تا 7 متغیر باشد. پنتاهیدرات (n=5) رایج ترین هیدرات سولفات مس (II) است. نام‌های قدیمی‌تر پنتاهیدرات شامل ویتریول آبی، بلوستون، ویتریول مس،  و ویتریول رومی است.

سولفات مس پنتاهیدرات با رنگ آبی روشن و فرمول CuSO₄·5H₂O رایج ترین شکل سولفات مس (II) است. به طور گرمازایی در آب حل می شود و کمپلکس آبی  را ایجاد می کند که دارای هندسه مولکولی هشت وجهی است. ساختار پنتا هیدرات جامد ساختار پلیمری را نشان می دهد که در آن مس دوباره هشت وجهی است اما به چهار لیگاند آبی متصل است. مراکز Cu(II) (H₂O)₄ توسط آنیون های سولفات به هم متصل می شوند تا زنجیره ها را تشکیل دهند. سولفات مس بی آب یک پودر خاکستری روشن است.

سولفات مس به صورت صنعتی با تصفیه فلز مس با اسید سولفوریک غلیظ داغ یا اکسیدهای مس با اسید سولفوریک رقیق تولید می شود. سولفات مس را نیز می توان با شستشوی آهسته سنگ معدن مس با عیار پایین در هوا تولید کرد. باکتری ها ممکن است برای تسریع روند استفاده شوند.

سولفات مس تجاری معمولاً حدود 98 درصد سولفات مس خالص است و ممکن است حاوی مقداری آب باشد. سولفات مس بی آب 81/39 درصد مس و 19/60 درصد سولفات جرمی و به شکل آبدار آن 47/25 درصد مس، 47/38درصد سولفات (82/12 درصد گوگرد) و 06/36 درصد آب بر وزن است. چهار نوع اندازه کریستال بر اساس کاربرد آن ارائه می شود: کریستال های بزرگ (40-10 میلی متر)، کریستال های کوچک (10-2 میلی متر)، کریستال های برف (کمتر از 2 میلی متر)، و پودر بادگیر (کمتر از 15/0 میلی متر).

کاربرد سولفات مس

به عنوان قارچ کش و علف کش

سولفات مس پنج آبه به عنوان قارچ کش استفاده می شود. با این حال، برخی از قارچ‌ها می‌توانند با سطوح بالای یون‌های مس سازگار شوند.

مخلوط بوردو، سوسپانسیونی از سولفات مس CuSO₄ و هیدروکسید کلسیم Ca(OH)₂، برای کنترل قارچ روی انگور، خربزه و سایر انواع توت ها استفاده می شود. از مخلوط کردن محلول سولفات مس و سوسپانسیون آهک خشک شده تولید می شود.

ترکیب Cheshunt، مخلوط تجاری از سولفات مس آبدار و کربنات آمونیوم، در باغبانی برای جلوگیری از میرایی در نهال استفاده می شود. به عنوان یک علف کش غیر کشاورزی، برای کنترل گیاهان آبزی مهاجم و ریشه گیاهان واقع در نزدیکی لوله های آب استفاده می شود. در استخرها به عنوان یک داروی کشنده استفاده می شود.

محلول رقیق سولفات مس برای درمان عفونت های انگلی ماهیان آکواریومی استفاده می شود؛ و همچنین برای حذف حلزون ها از آکواریوم ها و صدف های گورخری از لوله های آب استفاده می شود. با این حال، یون‌های مس برای ماهی بسیار سمی هستند. اکثر گونه های جلبک را می توان با غلظت های بسیار کم سولفات مس کنترل کرد.

به عنوان ریجنت در بررسی های آنالیتیکال

از سولفات مس در چندین آزمایش شیمیایی استفاده می شود؛ به طور مثال از آن در محلول فهلینگ و محلول بندیکت برای آزمایش قندهای احیا کننده استفاده می شود که محلول سولفات مس آبدار را به اکسید مس قرمز نامحلول (I) تبدیل می کند. سولفات مس (II) نیز در معرف Biuret برای آزمایش پروتئین استفاده می شود.

سولفات مس در آزمایش خون برای تشخیص کم خونی استفاده می شود. خون با ریختن آن در محلول سولفات مس با وزن مخصوص شناخته شده آزمایش می شود. خونی که حاوی هموگلوبین کافی است به دلیل چگالی خود به سرعت فرو می رود، در حالی که خونی که فرو نمی رود یا به آرامی فرو می رود، مقدار هموگلوبین کافی ندارد.

در آزمایش شعله، یون‌های مس نور سبز عمیقی از خود ساطع می‌کنند که سبز بسیار عمیق‌تر از آزمایش شعله برای باریم است.

سنتز آلی

سولفات مس در سطح محدودی از سنتز ترکیبات آلی به کار می رود. نمک بی آب به عنوان یک عامل برای تشکیل گروه های استال استفاده می شود. نمک هیدراته را می توان با پرمنگنات پتاسیم مخلوط کرد تا یک اکسید کننده برای تبدیل الکل های اولیه ایجاد کند.

تولید ریون

در واکنش با هیدروکسید آمونیوم، سولفات تتراآمین مس (II) یا معرف شوایزر به دست می‌آید که برای حل کردن سلولز در تولید صنعتی ریون استفاده می‌شد.

استفاده های عمومی

سولفات مس (II) در طول قرن ها کاربردهای مهمی داشته است. در صنعت کاربردهای متعددی دارد. در صنعت چاپ به عنوان یک افزودنی به خمیرها و چسب های صحافی کتاب برای محافظت از کاغذ در برابر نیش حشرات استفاده می شود. در ساختمان به عنوان یک افزودنی به بتن برای ایجاد مقاومت در برابر آب  استفاده می شود.

از سولفات مس به عنوان یک ماده رنگ آمیزی در آثار هنری، به ویژه شیشه ها و سفال ها می توان استفاده کرد. سولفات مس همچنین در تولید  محصلات آتش بازی به عنوان یک عامل رنگ آمیزی آبی استفاده می شود، اما مخلوط کردن سولفات مس با کلرات ها هنگام مخلوط کردن پودرهای آتش بازی خالی از خطر نیست. سولفات مس به عنوان یک نرم تن کش برای درمان بیلارزیا در کشورهای گرمسیری استفاده می شود.

مسائل پزشکی و بهداشت عمومی

سولفات مس (II) در گذشته به عنوان قی آور استفاده می شده است. اکنون برای این استفاده بسیار سمی در نظر گرفته می شود. و البته هنوز به عنوان یک پادزهر در سیستم طبقه بندی شیمیایی درمانی تشریحی سازمان جهانی بهداشت ذکر شده است.

اشکال دیگر سولفات مس

سولفات مس بی آب (II) را می توان با آب زدایی از سولفات مس پنتا هیدرات تولید کرد. در طبیعت به عنوان ماده معدنی بسیار کمیاب به نام کالکوسیانیت یافت می شود. پنتاهیدرات نیز در طبیعت به عنوان کالکانتیت وجود دارد. سه شکل دیگر سولفات مس کمیاب هستند: بوناتیت (تری هیدرات)، بوتیت (هپتا هیدرات)، و ترکیب مونوهیدرات (پویتوینیت).

اثرات سمی

سولفات مس (II) محرک است. راه‌های معمولی که از طریق آن انسان می‌تواند در معرض مسمومیت سولفات مس (II) قرار بگیرد، از طریق تماس با چشم یا پوست و همچنین استنشاق پودرها و گرد و غبار آن است. تماس با پوست ممکن است منجر به خارش یا اگزما شود. تماس چشمی با سولفات مس (II) می تواند باعث ورم ملتحمه، التهاب پوشش پلک، زخم و کدر شدن قرنیه شود.

در صورت بلعیده شدن، سولفات مس (II) نسبتاً سمی است. طبق مطالعات، کمترین دوز سولفات مس (II) که اثر سمی بر روی انسان دارد، mg/kg  11می باشد. به دلیل اثر تحریک کننده آن بر دستگاه گوارش، استفراغ به طور خودکار در صورت مصرف سولفات مس (II) شروع می شود.

با این حال، اگر سولفات مس (II) در معده باقی بماند، علائم می تواند شدید باشد. پس از بلعیده شدن 12-1 گرم از سولفات مس (II)، علائم مسمومیت ممکن است به صورت طعم فلزی در دهان، درد و سوزش در قفسه سینه، حالت تهوع، اسهال، استفراغ، سردرد، قطع ادرار که منجر به زرد شدن پوست می شود رخ دهد. در موارد شدید، آسیب به مغز، معده، کبد یا کلیه نیز ممکن است رخ دهد.

سمیت محیطی

سولفات مس (II) بسیار محلول در آب است و بنابراین به راحتی در محیط پخش می شود. مس موجود در خاک ممکن است از صنایع، وسایل نقلیه موتوری و مصالح معماری باشد. بر اساس مطالعات، سولفات مس (II) عمدتاً در خاک سطحی وجود دارد و تمایل به اتصال مواد آلی دارد. هرچه خاک اسیدی تر باشد، اتصال کمتری اتفاق می افتد.

همچنین مطالعه نشان داده که سولفات مس (II) دارای پتانسیل کاتالیز متیلاسیون یون های هالید در خاک و آب برای تولید متیل کلرید (CH₃Cl) و متیل برومید (CH₃Br) است، دو حامل اصلی هالید جوی که قادر به کاتالیز کردن تخریب لایه ازن استراتوسفر هستند.سولفات مس یا کات کبود یا زاج کبود ترکیبی با فرمول Cu(SO₄).5H₂O و به صورت پنج آبه به رنگ آبی روشن که به روش هوادهی، با خلوص 24% و به صورت دانه بندی شده تولید می شود. این محصول در بسته های 25 کیلویی به فروش می رسد.

استفاده از سولفات مس پنج آبه در صنعت:

1.  صنایع معدنی جهت استخراج و خالص سازی به روش فلوتاسیون
2.  صنایع دام و طیور و مکمل سازی
3.  صنایع تولید کود و سم سازی
4.  صنایع تولید شمش روی استفاده می شود.