- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- densitat
- solubilitat
- propietats químiques
- obtenció
- usos
- Com a agent antibacterià
- En aplicacions veterinàries
- Com suplement en alimentació animal
- En aplicacions agrícoles
- Importància de l'coure en les plantes
- Efectes adversos en l'agricultura
- En catàlisi de reaccions químiques
- Com a agent deshidratant
- Per millorar polímers
- En aplicacions terapèutiques descontinuadas
- referències
El sulfat de coure és un compost inorgànic format pels elements coure (Cu), sofre (S) i oxigen (O). La seva fórmula química és CuSO 4. El coure es troba en estat d'oxidació +2, el sofre + 6, i l'oxigen té valència -2.
És un sòlid blanc que quan s'exposa a la humitat de l'ambient es converteix en el seu pentahidrat de color blau CuSO 4 • 5H 2 O. El sòlid blanc s'obté escalfant el blau per eliminar l'aigua.
Sulfat de coure (CuSO 4) anhidre (sense aigua en la seva estructura cristal·lina). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Font: Wikimedia Commons.
S'ha emprat com a agent antibacterià des de fa segles per curar ferides en humans i animals. Funciona també com a fungicida, com astringent, antidiarreic i controlar malalties intestinals en animals. També s'usa com a agent antifongs en plantes.
No obstant això, alguns dels seus usos han estat abandonats a causa de que el seu excés pot ser tòxic tant per a humans, animals i plantes. L'interval de concentracions en el qual es pot utilitzar és estret i depèn de l'espècie.
S'empra com a catalitzador en reaccions químiques i com dessecant de solvents. Permet millorar la resistència i flexibilitat d'alguns polímers.
Quantitats excessives d'aquest compost poden resultar nocives en els sòls, ja que és tòxic per a microorganismes que són beneficiosos per a les plantes.
estructura
El sulfat de coure està format per un ió coure (Cu 2+) i un ió sulfat (SO 4 2-).
Estructura iònica de l'sulfat de coure (II). Autora: Marilú Stea.
A causa de la pèrdua de dos electrons l'ió coure (II) posseeix la següent conformació electrònica:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d setembre
Es pot observar que té l'orbital 3d incomplet (té 9 electrons en lloc de 10).
Nomenclatura
- Sulfat de coure anhidre
- Sulfat de coure (II)
- sulfat cúpric
propietats
estat físic
Sòlid blanc o blanc verdós en forma de cristalls.
pes molecular
159,61 g / mol
Punt de fusió
A 560 ºC es descompon.
densitat
3,60 g / cm 3
solubilitat
22 g / 100 g d'aigua a 25 ° C. Insoluble en etanol.
propietats químiques
Quan se sotmet a la humitat de l'aire per sota dels 30 ° C es converteix en el compost pentahidratado CuSO 4 • 5H 2 O.
Les seves solucions aquoses són blaus causa de la formació de l'ió hexaacuocobre (II) 2+ el qual produeix aquesta coloració. En aquest ió dues de les molècules d'aigua estan més lluny de l'àtom metàl·lic que les altres quatre.
Estructura deformada de l'ió hexaacuocobre (II) 2+. Benjah-bmm27 / Public domain. Font: Wikimedia Commons.
Això es deu a l'anomenat efecte Jahn-Teller, que prediu que aquest tipus de sistemes experimentin la distorsió causada pel fet que el Cu 2+ té una estructura electrònica que finalitza en d 9, és a dir, un orbital incomplet (estaria complet si fos d 10).
Si s'afegeix amoníac (NH 3) a aquestes solucions es formen complexos en què NH 3 va desplaçant successivament les molècules d'aigua. Es formen per exemple des del 2+ fins al 2+.
Quan el CuSO 4 s'escalfa fins a la seva descomposició emet gasos tòxics i es converteix en òxid cúpric CuO.
obtenció
El sulfat de coure anhidre es pot obtenir per deshidratació total de l'compost pentahidratat, la qual cosa s'aconsegueix escalfant fins que les molècules d'aigua s'evaporin.
CuSO 4 • 5H 2 O + calor → CuSO 4 + 5 H 2 O ↑
El compost pentahidratado és blau pel que a l'perdre l'aigua de cristal·lització s'obté el CuSO 4 anhidre blanc.
usos
Alguns dels seus usos es solapen amb el de l'compost pentahidratat. Altres són específics de la substància anhidra.
Com a agent antibacterià
Té potencial com a agent antimicrobià. Ha estat usat per milers d'anys, fins i tot en cultures de Sud-amèrica i Amèrica Central, per prevenir la infecció de ferides mitjançant gases impregnades en una solució d'aquest compost.
S'estima que en el mecanisme de la seva activitat antibacterià els ions Cu 2+ formen quelats amb enzims que són crucials per a les funcions cel·lulars dels bacteris, desactivándolas. A més indueixen la formació de radicals hidroxil OH •, els quals danyen les membranes dels bacteris i el seu ADN.
El CuSO 4 pot funcionar contra alguns bacteris patògens. Autor: Gerd Altmann. Font: Pixabay.
Recentment s'ha reportat que les traces de CuSO 4 poden incrementar l'activitat antimicrobiana de productes naturals rics en polifenols, com ara els extractes de la magrana i infusions d'alguns tipus de plantes de te.
En aplicacions veterinàries
S'utilitza com un antisèptic i astringent per membranes mucoses i per tractar conjuntivitis i otitis externa. Serveix per realitzar banys terapèutics o profilàctics per evitar la putrefacció de les potes de l'bestiar boví, ovelles i altres mamífers.
Les solucions aquoses de CuSO 4 serveixen per guarir les peülles de l'bestiar. Autors: Ingrid und Stefan Melichar. Font: Pixabay.
Serveix com a agent càustic per masses necròtiques a les extremitats de l'bestiar, úlceres d'estomatitis i teixit granulat d'aquests. Té ús com a fungicida en el tractament de la tinya i malalties causades per fongs a la pell.
S'empra a més com emètic (agent per provocar el vòmit) en porcs, gossos i gats; com astringent antidiarreic per vedells i per controlar la moniliasis intestinal en aus de corral i la tricomonosi en galls dindis.
Com suplement en alimentació animal
El sulfat de coure s'ha emprat com a suplement en quantitats molt petites per a l'alimentació de bestiar, porcs i aus de corral. Serveix per tractar la deficiència de coure en remugants. En el cas dels porcs i les aus s'empra com a estimulant de l'creixement.
El coure ha estat identificat com a essencial per a la biosíntesi de l'hemoglobina en els mamífers, estructura cardiovascular, síntesi de l'col·lagen dels ossos, sistemes d'enzims i reproducció.
Com s'esmenta en la secció anterior també es pot subministrar com a medicació per al control de malalties. No obstant això, els nivells de suplementació i / o medicació han de ser vigilats amb atenció.
Les aus de corral i els seus ous poden veure afectats per un excés de sulfat de coure en la seva alimentació. Autor: Pexels. Font: Pixabay.
A partir de certa quantitat, la qual depèn de cada espècie, pot ocórrer disminució de l'creixement, pèrdua de gana i pes, dany en certs òrgans i fins i tot la mort dels animals.
Per exemple, en gallines la suplementació de 0,2% o més disminueix la ingestió d'aliments d'aquestes amb la conseqüent pèrdua de pes, disminució de la producció d'ous i de el gruix de les seves closques.
En aplicacions agrícoles
En sistemes de producció orgànics no està permès emprar fungicides sintètics, només s'accepten productes basats en coure i sofre, com ara el sulfat de coure.
Per exemple, certs fongs que ataquen les plantes de poma, com el Venturia inaequalis, són eliminats amb aquest compost. Es pensa que possiblement els ions Cu 2+ són capaços d'entrar en l'espora de fong, desnaturalitzar les proteïnes i bloquejar diversos enzims.
El sulfat de coure serveix per combatre alguns fongs que ataquen les pomes. Algirdas at lt.wikipedia / Public domain. Font: Wikimedia Commons.
Importància de l'coure en les plantes
L'element coure té importància en processos fisiològics de les plantes com ara la fotosíntesi, respiració i defensa contra els antioxidants. Tant la deficiència d'aquest element com el seu excés generen espècies oxigenades reactives que són perjudicials per a les molècules i estructures d'aquestes.
L'interval de concentracions de coure per a un creixement i desenvolupament òptims de les plantes és molt estret.
Efectes adversos en l'agricultura
Quan aquest producte és emprat en excés en activitats agrícoles pot resultar fitotòxic, causar desenvolupament prematur de les fruites i canviar la seva coloració.
A més, el coure s'acumula a terra i és tòxic per als microorganismes i cucs de terra. Això entra en conflicte amb el concepte d'agricultura orgànica.
Tot i que el CuSO 4 s'utilitza en agricultura orgànica pot resultar perjudicial per als cucs de terra. Autora: Patricia Maine Degrave. Font: Pixabay.
En catàlisi de reaccions químiques
El CuSO 4 anhidre serveix com a catalitzador per a diverses reaccions de compostos orgànics carbonílics amb diols o els seus epòxids, formant dioxolanos o acetónidos. Gràcies a aquest compost les reaccions es poden realitzar sota condicions suaus.
Exemple de reacció en la qual el CuSO 4 anhidre actua com a catalitzador. Autora: Marilú Stea.
També s'ha reportat que la seva acció catalítica permet deshidratar alcohols secundaris, terciaris, benzílics i al·lílics als seus olefines corresponents. La reacció es realitza de forma molt senzilla.
L'alcohol pur s'escalfa juntament amb el CuSO 4 anhidre a una temperatura de 100-160 ° C per un temps de 0,5-1,5 hores. Es produeix així la deshidratació de l'alcohol i la olefina es destil·la pura de la barreja de reacció.
Deshidratació d'un alcohol per el sulfat de coure (II) anhidre. Autora: Marilú Stea.
Com a agent deshidratant
Aquest compost s'usa en els laboratoris de química com dessecant. Serveix per deshidratar líquids orgànics com els solvents. Absorbeix l'aigua formant el compost pentahidratado CuSO 4 • 5H 2 O.
Quan el CuSO 4 anhidre blanc absorbeix aigua es converteix en el compost pentahidratado blau CuSO 4.5H 2 O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Font: Wikimedia Commons.
Per millorar polímers
El CuSO 4 anhidre s'ha emprat per millorar les propietats de certs polímers i alhora permetre que siguin reciclables.
Per exemple, s'han barrejat partícules de l'compost en acetona amb goma d'acrilonitril-butadiè en un molí especial, tractant que les partícules de CuSO 4 siguin molt petites.
El sulfat de coure millora dels punts d'unió de l'polímer formant-se una barreja amb alta resistència, duresa i sorprenent flexibilitat.
En aplicacions terapèutiques descontinuadas
En el passat s'utilitzaven les solucions de sulfat de coure per rentats gàstrics quan algú patia un enverinament per fòsfor blanc. No obstant això, la solució es removia amb promptitud per evitar l'enverinament pel coure.
També s'usaven les solucions d'aquest compost juntament amb altres substàncies per a aplicacions tòpiques en cremades a la pell per fòsfor.
De vegades servien en certes formes d'anèmia nutricional en nens i en la deficiència de coure en subjectes que rebien nutrició parenteral, és a dir, persones que no es poden alimentar per la boca.
Certes locions per èczemes, impetigen i intertrigo contenien CuSO 4. Les solucions es feien servir com astringent en infeccions oculars. De vegades s'aplicaven els vidres directament sobre cremades o úlceres.
Totes aquestes aplicacions ja no es fan per la toxicitat que pot induir l'excés d'aquest compost.
referències
- US National Library of Medicine. (2019). Copper sulfate. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Lide, DR (editor) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 th CRC Press.
- Montag, J. et al. (2006). An in vitro Study on the Postinfection Activities of Copper Hydroxide and Copper Sulfate against Conidia of Venturia inaequalis. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 893-899. Recuperat de link.springer.com.
- Holloway, AC et al. (2011). Enhancement of antimicrobial activities of whole and sub-fractionated white tea by addition of copper (II) sulphate and vitamin C against Staphylococcus aureus; a mechanistic approach. BMC Complement Altern Med 11, 115 (2011). Recuperat de bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com.
- Sanz, A. et al. (2018). Copper uptake mechanism of Arabidopsis thaliana high-affinity COPT Transporters. Protoplasma 256, 161-170 (2019). Recuperat de link.springer.com.
- Griminger, P. (1977). Effect of copper sulfate on egg production and shell thickness. Poultry Science 56: 359-351, 1977. Recuperat de academic.oup.com.
- Hanzlik, RP and Leinwetter, M. (1978). Reactions of Epoxides and Carbonyl Compounds Catalyzed by Anhydrous Copper Sulfate. J. Org. Chem., Vol.43, No.3, 1978. Recuperat de pubs.acs.org.
- Okonkwo, AC et al. (1979). Copper Requirement of Baby Pigs Fed Purified Diets. The Journal of Nutrition, Volume 109, Issue 6, June 1979, Pages 939-948. Recuperat de academic.oup.com.
- Hoffman, RV et al. (1979). Anhydrous Copper (II) Sulfate: An Efficient Catalyst for the Liquid-Phase Dehydration of Alcohols. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Recuperat de pubs.acs.org.
- Shao, C. et al. (2018). Improved tensile strength of acrylonitrile-butadiene rubber / anhydrous copper sulfate composites Prepared by coordination cross-linking. Polym. Bull. 76, 1435-1452 (2019). Recuperat de link.springer.com.
- Betts, JW et al. (2018). Novell Antibacterials: Alternatives to Traditional Antibiotics. Copper. In Advances in Microbial Physiology. Recuperat de sciencedirect.com
- Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Llocs web de Google. Make Anhydrous Copper Sulfate. In Paradox Home Chemistry. Recuperat de sites.google.com.