TEMBAGA SULFAT (CUSO4): STRUKTUR, SIFAT, MEMPEROLEH, PENGGUNAAN - KIMIA - 2026

The tembaga sulfat adalah sebatian organik yang terdiri daripada unsur-unsur tembaga (Cu), sulfur (S) dan oksigen (O). Formula kimianya ialah CuSO ₄ . Tembaga berada dalam keadaan pengoksidaan +2, sulfur +6, dan oksigen mempunyai nilai valensi -2.

Ia adalah pepejal putih yang apabila terdedah kepada kelembapan di persekitaran berubah menjadi pentahidrat biru CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Pepejal putih diperoleh dengan memanaskan biru untuk menghilangkan air.

Tembaga anhidrat sulfat (CuSO ₄ ) (tanpa air dalam struktur kristalnya). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Telah digunakan sebagai agen antibakteria selama berabad-abad untuk menyembuhkan luka pada manusia dan haiwan. Ia juga berfungsi sebagai fungisida, sebagai astringen, sebagai antidiarrheal dan untuk mengawal penyakit usus pada haiwan. Ia juga digunakan sebagai agen antijamur pada tanaman.

Namun, beberapa penggunaannya telah dihentikan kerana kelebihannya boleh menjadi toksik bagi manusia, haiwan dan tumbuhan. Julat kepekatan di mana ia dapat digunakan adalah sempit dan bergantung pada spesiesnya.

Ia digunakan sebagai pemangkin dalam tindak balas kimia dan sebagai pengering untuk pelarut. Ia memungkinkan untuk meningkatkan ketahanan dan kelenturan beberapa polimer.

Jumlah sebatian yang berlebihan ini boleh membahayakan tanah, kerana ia beracun bagi mikroorganisma yang bermanfaat bagi tanaman.

Struktur

Tembaga sulfat terdiri daripada ion tembaga (Cu ²⁺ ) dan ion sulfat (SO ₄ ^2- ).

Struktur ion kuprum (II) sulfat. Pengarang: Marilú Stea.

Kerana kehilangan dua elektron, ion tembaga (II) mempunyai konformasi elektronik berikut:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Dapat dilihat bahawa ia mempunyai orbital 3d yang tidak lengkap (ia mempunyai 9 elektron dan bukannya 10).

Tatanama

• Tembaga sulfat anhidrat
• Tembaga (II) sulfat
• Sulfat cuprik

Hartanah

Keadaan fizikal

Padat putih atau kehijauan-putih dalam bentuk kristal.

Berat molekul

159.61 g / mol

Takat lebur

Pada suhu 560 ° C ia terurai.

Ketumpatan

3.60 g / cm ³

Keterlarutan

22 g / 100 g air pada suhu 25 ° C. Tidak larut dalam etanol.

Sifat kimia

Apabila mengalami kelembapan udara di bawah 30 ° C, ia menjadi sebatian pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Larutan berairnya berwarna biru kerana pembentukan ion hexaacuocopper (II) ²⁺ yang menghasilkan pewarnaan tersebut. Dalam ion ini dua molekul air lebih jauh dari atom logam daripada empat molekul yang lain.

Struktur ubah bentuk ion hexaacuocopper (II) ²⁺ . Benjah-bmm27 / Domain awam. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini disebabkan oleh kesan Jahn-Teller yang disebut, yang meramalkan bahawa sistem jenis ini akan mengalami penyimpangan yang disebabkan oleh fakta bahawa Cu ²⁺ mempunyai struktur elektronik yang berakhir pada d ⁹ , iaitu orbit yang tidak lengkap (akan lengkap jika akan d ¹⁰ ).

Jika ammonia (NH ₃ ) ditambah kepada penyelesaian ini, kompleks terbentuk di mana NH ₃ berturut-turut disesarkan molekul air. Mereka dibentuk misalnya dari ²⁺ hingga ²⁺ .

Apabila CuSO ₄ dipanaskan hingga terurai, ia mengeluarkan gas toksik dan berubah menjadi oksida cuprik CuO.

Mendapatkan

Tembaga sulfat anhidrat dapat diperoleh dengan penyahhidratan total sebatian pentahidrat, yang dicapai dengan memanaskannya sehingga molekul air menguap.

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

Sebatian pentahidrat berwarna biru, jadi apabila air penghabluran hilang, CuSO ₄ anhidrat putih diperolehi .

Permohonan

Sebilangan kegunaannya bertindih dengan sebatian pentahidrat. Yang lain khusus untuk bahan anhidrat.

Sebagai agen antibakteria

Ia berpotensi sebagai agen antimikroba. Ini telah digunakan selama ribuan tahun, termasuk dalam budaya Amerika Selatan dan Tengah, untuk mencegah jangkitan luka dengan menggunakan kain kasa yang direndam dalam larutan sebatian ini.

Dianggarkan bahawa dalam mekanisme aktiviti antibakteria mereka ion Cu ²⁺ membentuk chelate dengan enzim yang sangat penting untuk fungsi sel bakteria, menyahaktifkannya. Mereka juga mendorong pembentukan radikal hidroksil OH •, yang merosakkan membran bakteria dan DNA mereka.

CuSO ₄ boleh berfungsi melawan beberapa bakteria patogen. Pengarang: Gerd Altmann. Sumber: Pixabay.

Baru-baru ini dilaporkan bahawa jejak CuSO ₄ dapat meningkatkan aktiviti antimikroba produk semula jadi yang kaya dengan polifenol, seperti ekstrak delima dan infus beberapa jenis tanaman teh.

Dalam aplikasi veterinar

Ia digunakan sebagai antiseptik dan astringen untuk membran mukus dan untuk merawat konjungtivitis dan otitis luaran. Ini digunakan untuk melakukan mandi terapeutik atau profilaksis untuk mengelakkan reput kaki lembu, domba dan mamalia lain.

Penyelesaian berair CuSO ₄ digunakan untuk menyembuhkan kuku lembu. Pengarang: Ingrid und Stefan Melichar. Sumber: Pixabay.

Ia berfungsi sebagai agen kaustik untuk massa nekrotik pada anggota badan lembu, ulser stomatitis dan tisu berbutunya. Ia digunakan sebagai racun kulat dalam rawatan penyakit kurap dan kulat pada kulit.

Ia juga digunakan sebagai emetik (ejen untuk muntah) pada babi, anjing dan kucing; sebagai antidarheal astringent untuk anak lembu dan untuk mengawal moniliasis usus pada unggas dan trichomoniasis pada ayam belanda.

Sebagai makanan tambahan dalam makanan haiwan

Tembaga sulfat telah digunakan sebagai makanan tambahan dalam jumlah yang sangat kecil untuk memberi makan ternak, babi, dan unggas. Ia digunakan untuk mengatasi kekurangan tembaga pada ruminan. Bagi babi dan unggas ia digunakan sebagai perangsang pertumbuhan.

Tembaga telah dikenal pasti penting untuk biosintesis hemoglobin mamalia, struktur kardiovaskular, sintesis kolagen tulang, sistem enzim, dan pembiakan.

Seperti yang telah disebutkan di bagian sebelumnya, ini juga dapat diberikan sebagai obat pengendalian penyakit. Walau bagaimanapun, tahap suplemen dan / atau ubat harus dipantau dengan teliti.

Unggas dan telurnya boleh terkena sulfat tembaga yang berlebihan dalam makanan mereka. Pengarang: Pexels. Sumber: Pixabay.

Dari jumlah tertentu, yang bergantung pada setiap spesies, penurunan pertumbuhan, kehilangan selera makan dan berat badan, kerosakan pada organ tertentu dan bahkan kematian haiwan dapat terjadi.

Sebagai contoh, pada ayam, suplemen 0.2% atau lebih mengurangkan pengambilan makanan mereka dengan penurunan berat badan, penurunan pengeluaran telur dan ketebalan cangkangnya.

Dalam aplikasi pertanian

Dalam sistem pengeluaran organik tidak dibenarkan menggunakan racun kulat sintetik, hanya produk berdasarkan tembaga dan sulfur yang diterima, seperti tembaga sulfat.

Sebagai contoh, kulat tertentu yang menyerang tanaman epal, seperti Venturia inaequalis, dibunuh dengan sebatian ini. Ion Cu ²⁺ dianggap mampu memasuki spora kulat, protein denaturasi, dan menyekat pelbagai enzim.

Tembaga sulfat digunakan untuk memerangi beberapa kulat yang menyerang epal. Algirdas di lt.wikipedia / Domain awam. Sumber: Wikimedia Commons.

Kepentingan tembaga dalam tanaman

Elemen tembaga penting dalam proses fisiologi tumbuhan seperti fotosintesis, pernafasan dan pertahanan terhadap antioksidan. Kekurangan unsur ini dan kelebihannya menghasilkan spesies oksigen reaktif yang berbahaya bagi molekul dan strukturnya.

Julat kepekatan tembaga untuk pertumbuhan dan pengembangan tanaman yang optimum sangat sempit.

Kesan buruk terhadap pertanian

Apabila produk ini digunakan secara berlebihan dalam kegiatan pertanian, ia boleh menjadi fitotoksik, menyebabkan perkembangan buah-buahan pramatang dan mengubah warnanya.

Selain itu, tembaga terkumpul di dalam tanah dan beracun kepada mikroorganisma dan cacing tanah. Ini bertentangan dengan konsep pertanian organik.

Walaupun CuSO ₄ digunakan dalam pertanian organik, ia boleh membahayakan cacing tanah. Pengarang: Patricia Maine Degrave. Sumber: Pixabay.

Dalam pemangkinan tindak balas kimia

Anhydrous CuSO ₄ berfungsi sebagai pemangkin bagi pelbagai tindak balas sebatian karbonil organik dengan diol atau epoksida mereka, membentuk dioksolan atau asetonida. Berkat sebatian ini, tindak balas dapat dilakukan dalam keadaan ringan.

Contoh tindak balas di mana CuSO ₄ anhidrat bertindak sebagai pemangkin. Pengarang: Marilú Stea.

Telah juga dilaporkan bahawa tindakan pemangkinnya memungkinkan untuk mengeringkan alkohol sekunder, tersier, benzylic dan allylic kepada olefin yang sesuai. Reaksi dilakukan dengan sangat sederhana.

Alkohol tulen dipanaskan bersama dengan CuSO ₄ anhidrat pada suhu 100-160 ° C selama 0,5-1,5 jam. Ini mengakibatkan dehidrasi alkohol dan olefin disuling tulen dari campuran tindak balas.

Dehidrasi alkohol oleh tembaga anhidrat (II) sulfat. Pengarang: Marilú Stea.

Sebagai agen penyahhidratan

Sebatian ini digunakan di makmal kimia sebagai bahan pengering. Ia digunakan untuk mengeringkan cecair organik seperti pelarut. Ia menyerap air, membentuk sebatian pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Apabila CuSO ₄ anhidrat putih menyerap air ia bertukar menjadi sebatian pentahidrat biru CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Untuk memperbaiki polimer

Anhydrous CuSO ₄ telah digunakan untuk meningkatkan sifat polimer tertentu sambil membiarkannya dikitar semula.

Sebagai contoh, zarah sebatian dalam aseton telah dicampurkan dengan getah acrylonitrile-butadiena dalam kilang khas, yang menjadikan zarah CuSO ₄ sangat kecil.

Tembaga sulfat meningkatkan titik ikatan polimer, membentuk campuran dengan kekuatan tinggi, kekerasan dan kelenturan yang mengejutkan.

Dalam aplikasi terapeutik yang dihentikan

Pada masa lalu, larutan sulfat tembaga digunakan untuk lavage gastrik ketika seseorang mengalami keracunan fosforus putih. Namun, larutan tersebut segera diaduk untuk mengelakkan keracunan tembaga.

Penyelesaian sebatian ini juga digunakan bersama dengan bahan lain untuk aplikasi topikal pada luka bakar kulit fosforus.

Kadang-kadang mereka menghidapi anemia pemakanan dalam bentuk tertentu pada kanak-kanak dan kekurangan tembaga pada subjek yang mendapat pemakanan parenteral, iaitu orang yang tidak dapat makan sendiri melalui mulut.

Losyen eksim, impetigo, dan intertrigo tertentu mengandungi CuSO ₄ . Penyelesaiannya digunakan sebagai astringen pada jangkitan mata. Kadang kala kristal itu disapu terus ke luka bakar atau bisul.

Semua aplikasi ini tidak lagi dijalankan kerana ketoksikan yang boleh disebabkan oleh kelebihan sebatian ini.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Kuprum sulfat. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (penyunting) (2003). Buku Panduan CRC Kimia dan Fizik. CRC Press ^ke- 85 .
3. Montag, J. et al. (2006). Kajian In Vitro mengenai Aktiviti Postinfeksi Tembaga Hidroksida dan Tembaga Sulfat terhadap Conidia of Venturia inaequalis. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 893-899. Dipulihkan dari link.springer.com.
4. Holloway, AC et al. (2011). Peningkatan aktiviti antimikroba teh putih keseluruhan dan sub-pecahan dengan penambahan sulfat tembaga (II) dan vitamin C terhadap Staphylococcus aureus; pendekatan mekanistik. BMC Complement Altern Med 11, 115 (2011). Dipulihkan dari bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com.
5. Sanz, A. et al. (2018). Mekanisme pengambilan tembaga pengangkut COPT berkait tinggi Arabidopsis thaliana. Protoplasma 256, 161-170 (2019). Dipulihkan dari link.springer.com.
6. Griminger, P. (1977). Kesan sulfat tembaga terhadap pengeluaran telur dan ketebalan cengkerang. Sains Unggas 56: 359-351, 1977. Diperolehi dari akademik.oup.com.
7. Hanzlik, RP dan Leinwetter, M. (1978). Reaksi Epoksida dan Sebatian Karbonil yang Dikatalisis oleh Tembaga Anhidrat Sulfat. J. Org. Chem., Vol.43, No.3, 1978. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
8. Okonkwo, AC et al. (1979). Keperluan Tembaga Diet Bersuci Fed Babi Bayi. Jurnal Pemakanan, Jilid 109, Edisi 6, Jun 1979, Halaman 939-948. Dipulihkan dari akademik.oup.com.
9. Hoffman, RV et al. (1979). Tembaga Anhidrat (II) Sulfat: Pemangkin Efisien untuk Dehidrasi Fasa Cecair Alkohol. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
10. Shao, C. et al. (2018). Kekuatan tegangan getah acrylonitrile-butadiena / komposit tembaga sulfat anhidrat yang ditingkatkan yang disusun oleh hubungan silang koordinasi. Polym. Lembu. 76, 1435-1452 (2019). Dipulihkan dari link.springer.com.
11. Betts, JW et al. (2018). Antibakteria Novel: Alternatif untuk Antibiotik Tradisional. Tembaga. Dalam Kemajuan Fisiologi Mikrob. Dipulihkan dari sciencedirect.com
12. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
13. Tapak Google. Buat Sulfat Tembaga Anhidrat. Dalam Kimia Rumah Paradox. Dipulihkan dari sites.google.com.