無水硫酸銅

無水硫酸銅

無水硫酸銅(化學式:CuSO4,式量159.608)又叫硫酸銅,為白色或灰白色粉末。無水硫酸銅極易吸水變成藍色,溶液呈酸性,粉塵刺鼻性很強。溶於水及稀的乙醇中而不溶於無水乙醇。在潮濕空氣中易潮解,吸濕性很強,吸水後反應生成藍色的五水合硫酸銅(俗稱膽礬)(CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O),可用來檢驗化學反應水的存在或生成,並吸收水蒸汽。在高溫中形成黑色氧化銅。主要用於船底防污漆原料、乾燥劑、催化劑等方面,是化學工業中是用來製取其它銅鹽的重要原料。

基本信息

基本資料

粉末狀無水硫酸銅粉末狀無水硫酸銅
硫酸銅常見的形態為其結晶體,一水合硫酸四水合銅([Cu(H2O)4]SO4·H2O,五水合硫酸銅),為藍色固體。其水溶液因水合銅離子的緣故而呈現出藍色,故在實驗室里無水硫酸銅常被用於檢驗水的存在。在現實生產生活中,硫酸銅常用於煉製精銅,與熟石灰混合可制農藥波爾多液。硫酸銅屬於重金屬鹽,有毒,成人致死劑量0.9g/kg。

俗名膽礬或藍礬,為藍色三斜晶系晶體。廣泛用於鍍銅、製革、農業殺蟲劑、紡織媒染劑及水的殺菌劑等方面,也是製備含銅顏料、銅基催化劑等的重要原料。硫酸銅通常可由銅及氧化銅與稀硫酸作用後,經濃縮結晶而製得。電線廠及氮肥廠等都有不同程度的銅灰、銅渣或銅泥產生,為充分利用銅資源,變廢為寶,通過先將銅泥中的銅化合物加熱轉化為氧化銅,然後再與稀硫酸作用生成硫酸銅溶液,經過濾、濃縮、結晶等工藝製成硫酸銅。

史料記載

無水硫酸銅從古代起就為人所知,人們將膽礬礦石加熱蒸發五個結晶水以獲得硫酸銅.。

戰國中期以及秦漢以後中國的煉丹家使用膽礬,即CuSO4·5H2O煉丹。

早在西漢時期,劉安在《淮南萬畢術》中寫道“曾青得鐵則為銅”,這裡的曾青就是硫酸銅溶液。在宋朝利用這一反應冶銅的生產具有一定的規模。在西漢末年的《神農本草經》中記載,“石膽(一作膽水)能化鐵為銅;成金銀”。這裡的石膽即為硫酸銅。

1882年的秋天,法國人米拉德氏在波爾多城發現了硫酸銅溶液的重要作用——殺菌。

1878年在法國波爾多城,葡萄樹發生蟲病大部分死去,而大路兩邊的樹,怕行人摘吃,在樹幹上塗了石灰與硫酸銅溶液,樹幹弄得花白,行人看了難受不敢摘吃,這些樹卻沒有死,進一步研究才知此混合液具有殺菌能力,因而名為波爾多液。配製波爾多液,硫酸銅和生石灰(最好是塊狀新鮮石灰)比例一般是1:1或1:2不等,水的用量亦由不同作物、不用病害以及季節氣溫等因素來決定。配製時最好用“兩液法”,即先將硫酸銅和生石灰分別跟所需半量水混合,然後同時傾入另一容器中,不斷攪拌,便得天藍色的膠狀液。波爾多液要現配現用,因放置過久,膠狀粒子會逐漸變大下沉而降低藥效。硫酸銅也常用來製備其他銅的化合物和電解精煉銅時的電解液。五水硫酸銅可由銅或氧化銅與硫酸作用後,濃縮結晶而製得。在實驗室中可用濃硫酸氧化金屬銅來製取無水硫酸銅。

性質

化學性質

元素價態:硫酸根:-2價(硫:+6價氧:-2價)
銅:+2價化學式CuSO4,白色粉末,相對密度為3.603,25℃時水中溶解度為23.05g,不溶於乙醇和乙醚,易溶於水,水溶液呈藍色,是強酸弱鹼鹽,由於水解溶液呈弱酸性。將硫酸銅溶液濃縮結晶,可得到五水硫酸銅藍色晶體,俗稱膽礬、銅礬或藍礬,相對密度為2.284。膽礬在常溫常壓下很穩定,不潮解,在乾燥空氣中會逐漸風化,加熱至45℃時失去二分子結晶水,110℃時失去四分子結晶水,150℃時失去全部結晶水而成無水物。無水物也易吸水轉變為膽礬。常利用這一特性來檢驗某些液態有機物中是否含有微量水分。將膽礬加熱至650℃高溫,可分解為黑色氧化銅、二氧化硫及氧氣。

五水硫酸銅
無水硫酸銅無水硫酸銅

五水硫酸銅又稱膽礬,為藍色透明結晶塊或藍色結晶性顆粒或粉末,無臭,有風化性,溶於水,水溶液呈弱酸性,微溶於甲醇,不溶於無水乙醇。加熱至45℃時失去1個結晶水,加熱至102℃時失去2個結晶水,加熱至113℃時失去4個結晶水成為白色的1水硫酸銅,在258℃時失去全部結晶水成為白色的無水硫酸銅。化學性質穩定。無水硫酸銅是灰白色或微綠白色斜方結晶或無定形粉末。

鹼式硫酸銅

鹼式硫酸銅是一種廣譜性無機銅保護性殺菌劑,對植物的真菌有良好的殺菌作用,對細菌性病害也有效。其作用機理為:當藥劑噴灑在植物表面後,由於植物在新陳代謝過程中分泌酸性液體,以及病菌入侵植物細胞時分泌的酸性物質,使鹼式硫酸銅轉化為可溶物,產生少量可溶性Cu2+,Cu2+進入病菌細胞後,使細胞的蛋白質凝固。同時Cu2+還能使細胞中某種酶受到破壞,因而妨礙了代謝作用的正常進行。Cu2+還能與細胞質膜上的陽離子(H+、Cd2+、K+、NH4+)發生交換吸附而使之中毒。懸浮劑具有粒度細小、分散性好、粘附性強、耐雨水沖刷等特點,藥液呈鹼性。
鹼式硫酸銅是代替波爾多液的低毒、高效殺菌劑,用來防治果、蔬菜、農作物、經濟作物及花卉等黑星病,炭疽病、輪紋病、落葉病、霜霉病、褐斑病、立枯病、白腐病、角斑病、葉枯病、疫病等多種病害,特別對喜水性的真菌,綿黴菌和疫黴菌引起的病害效果好。可用於防治各種作物上的白粉病、枯萎病、葉斑病、角斑病等病害的防治,需在作物病害發生前或病害早期用藥才能收到良好的效果,以30%懸浮劑為例,一般使用濃度在350~500倍液,10~15天施藥一次,可連續施藥2~6次。

主要用途

在空氣的作用下銅與濃硫酸反應或將氧化銅溶於稀硫酸後,經蒸發,結晶而得。用作定氨催化劑,棉絲媒染劑,木材防腐劑,農用殺蟲劑,水質殺菌劑,醫用嘔吐劑:作為電鍍,染料和皮革工業的原料,無水硫酸銅用作脫水劑和氣體乾燥劑。硫酸銅是較重要的銅鹽之一,在電鍍、印染、顏料、農藥等方面有廣泛套用,也是製備含銅顏料、銅基催化劑等的重要原料。無機農藥波爾多液就是硫酸銅和石灰乳混合液,它是一種良好的殺菌劑,可用來防治多種作物的病害。

飼料添加劑

硫酸銅是動物飼料所需的重要微量元素類添加劑。銅能促進骨髓生成紅細胞,是重要的造血元素之一,與紅細胞和血紅蛋白的形成有關,並與組織中的過氧化氫酶、細胞色素C和細胞色素氧化酶含量有關。還具催化鐵的絡合作用和促進蛋氨酸吸收作用(增效10%左右)。在日糧中添加硫酸銅,可有效地防治畜禽貧血、四肢軟弱、骨生長不良、關節腫大、骨質疏鬆、生長發育遲緩、心力衷竭、胃腸機能紊亂等症狀。促進畜禽及水產動物的生長,增強抗病能力,提高飼料利用率。對綿羊還可提高產毛量和改善毛質量,對豬有類似抗生素的促長作用。
銅能促進骨髓生成紅細胞。銅又是酪氨酸酶的組成成分,它能催化黑色素的生成,因而可認為羊毛褪色(由黑色變灰白色),是由於缺銅而使黑色素生成受阻的緣故。羊毛變直則被認為是在角蛋白合成中,由於缺銅而影響了雙硫鍵的生成所致。
銅也是細胞色素氧化酶的組成成分,它對血的生成、結締組織和骨的生長、出生動物磷脂的生成、大腦和脊髓的神經細胞髓鞘的形成都起著重要作用。飼料中缺銅或含量不足時,可引起家畜銅缺乏症。症狀一般為貧血、骨生長不良,新生幼畜生長遲緩、發育不良,被毛脫色或生長異常,心力衰竭,胃腸機能紊亂等。各種家畜銅缺乏症的症狀表現有較大的差異。羊可出現被毛脫落、脫色,毛彎曲度降低,嚴重的低血色素性、小細胞性貧血等。羔羊,除上述症狀外,還可出現腦和脊髓神經的脫髓鞘,軟骨基質不能骨化,骨發育不良,關節腫大等。
硫酸銅可用於家畜銅缺乏症,可促進蛋氨酸的利用,能使蛋氨酸增效10%左右。銅是禽機體多種金屬酶的組成部分,直接參與體內能量和物質代謝。銅參與維持鐵的正常代謝,催化鐵參與血紅蛋白的合成,促進生長早期紅細胞的成熟。銅還參與動物的成骨過程,並與線粒體的膠原代謝和黑色素生成有密切的關係。此外,適量的銅離子濃度還能激活胃蛋白酶,提高禽的消化機能。動物體內長時間缺銅會導致鐵吸收受阻產生貧血,雞表現正常色素或正常紅細胞性貧血,缺銅還能使動物毛和羽褪色。 殺藻劑和葉面保

殺藻劑和護性殺菌劑

硫酸銅是殺藻劑和葉面保護性殺菌劑,能防止孢子萌發,可用於稻田、池塘、魚孵卵池、游泳池等滅藻,保護和治療侵染荷蘭榆的各種病害,可與石灰形成常用殺菌劑石硫合劑,可用在木材上防腐。對大多數植物有藥害。
硫酸銅水溶液,含有殺菌力很強的銅離子(Cu2+),主要用於防治果樹、麥類、水稻、馬鈴薯、蔬菜及其他經濟作物上的多種病害,效果良好。對鏽病、白粉病作用差。銅離子對植物易引起藥害,僅在對銅離子忍耐力強的作物如馬鈴薯、葡萄上可直接稀釋使用,其他作物一般不宜直接使用。果樹應在休眠期使用。此外,還可以用於秧田或池塘除藻。
硫酸銅是一種預防性殺菌劑,須在發病前使用。(1)防治水稻病害:用硫酸銅500~1000倍液浸種24小時,或用200倍液浸種6小時,撈起後再用清水浸種,然後進行催芽、播種,可以有效地防治水稻爛秧。用硫酸銅1000倍液噴霧可防治秧稻綿腐病。(2)防治水稻秧田青苔:用硫酸銅3~3.75kg/hm2,用紗布袋裝好,放在秧田入水口,讓流水逐漸將硫酸銅溶解帶入田內。(3)防治馬鈴薯晚疫:用硫酸銅500~1000倍液噴霧。(4)防治大麥褐斑病、堅黑穗病、小麥腥黑穗病:用250~500倍硫酸銅稀釋液,浸種3~5小時,能殺死附在種子外部的病源菌。(5)防治黃瓜霜霉病:用硫酸銅、肥皂和水配製成皂液,配製比例是硫酸銅:肥皂:水為1:4:800(如肥皂質量不好,可按1:6:800配製)。用此銅皂液噴霧,防治效果顯著,並可兼治白粉病,且比用波爾多液安全。

用硫酸銅治理蝦池中青苔

凡長有青苔的蝦池,水瘦、透明度大,基礎餌料生物難以培養起來,蝦苗生長緩慢,若施加化肥(特別是尿素),青苔吸收其養分,生長速度加快,若下中、大雨,池水比重降低,幾天內青苔時間就會布滿整個池子。青苔多了不僅大量占據了池內水體空間,影響蝦的正常活動和攝食,而且池蝦一旦竄到青苔內部,密密麻麻的苔絲就會把它的腿、尾及全身都網纏住,要是它拚命彈跳掙逃,苔絲就會把它包紮得嚴嚴實實,使它不能動彈而被敵害侵食或餓死,嚴重影響池蝦產量。因此,徹底治理蝦池內的青苔是促進池蝦生長,提高池蝦成活率,增加產量,提高經濟效益的一項重要措施。投放蝦苗後的池子一旦長出青苔,則無法用排乾水處理的方法把池內青苔消滅。使用硫酸銅治理池內青苔可收到較好的效果。而且硫酸銅還對蝦體藻類附生等有顯著的療效,對殺死夜光蟲也有較好的效果。故使用硫酸銅治理蝦池內青苔能一藥多用,很有益處。
晶體硫酸銅用量為0.7~1ppm,濃度過低會拖長殺死青苔時間或治理不徹底,不能取得理想的效果;濃度過高會對蝦池造成不良影響,也不能取得理想的效果。不能用晶體硫酸銅直接投撒,避免晶體顆粒直接沉入泥底,失去效力或因投撒不均造成局部濃度過大時對池蝦造成影響。要把硫酸銅溶於水後全池均勻潑灑。用藥要選擇在晴天和大潮期進行,以利於藥效的充分發揮和能隨時進行換水處理出現的問題。最好在池內青苔長得還較少時進行用藥處理,若池內青苔長得較多,用藥後要把死苔及時撈出池外,以免青苔腐爛污染水質,影響池蝦的生長。用藥後3天即要換水,重新調理水質,確保池蝦的安全和促進其健康生長。

水產保護 . .

硫酸銅能與蛋白質結合成蛋白鹽沉澱,所以有較強的抗病原體作用。另外,重金屬離子能與一些酶的巰基結合,巰基是一些酶的活性基團,當它們與重金屬離子結合後就會失去活性,從而影響一些病原體的生長繁殖,起到防病作用。當然,各種水生動物對銅離子濃度的耐受力不都一樣。如牡蠣可以長期生活在富銅的水生環境中,而蝌蚪在牡蠣生活的富銅環境中就會死亡。許多水生的原生動物在含微量銅的水環境中不能成活。而酶菌在銅離子濃度比原生動物大十倍的環境中還能生存。各種細菌對銅離子濃度的敏感性也不一樣。大多數微生物在含1%硫酸銅溶液中就會死亡。而結核桿菌即使長期存放在2%硫酸銅溶液中仍能存活。所以對硫酸銅的套用,不但要考慮硫酸銅本身濃度和防治對象的特性,還應考慮與防治對象在同生態中共生的共它生物對銅的耐受力,否則就會造成顧此失彼的後果。根據上述原理,硫酸銅對一些黴菌,細菌有殺滅和抑止作用。但其要達到有效的銅濃度如果對魚類有害就不能採用。對水生的單細胞原生動物寄生蟲即使微量也有殺滅作用,這種濃度對魚無害。所以硫酸銅的防治對象主要是危害魚類的最大病害之一,原生動物寄生蟲。當然,在配伍套用中,防治的範圍會更廣些。
硫酸銅溶液要現配現用,不可存放溶液,存放水溶液能增加它的毒性。在缺銅元素地區可採用粗製銅添加劑形式混於飼料中補給,用量不得超過每千克飼料中含0.8~1.6毫克。硫酸銅不可用來內服,因銅會引起腎血管擴大,造血組織破壞,並能防礙腸酶而影響魚的攝食及生長。即使外用也不可長用。潑灑和浸泡魚體之前必須將藥充分溶解好,否則會影響濃度或細小顆粒灑入魚池後被魚誤食中毒。潑灑時間最好在晴天上午9~10時進行。硫酸銅的毒性受硬度、pH值及水中有機物含量的影響。在硬水中硫酸銅與碳酸鹽作用生成藍綠色的鹼性碳酸鹽沉澱,而水中碳酸鹽及碳酸氫鹽的比率可以決定pH值;碳酸鹽越多pH值越高,鹼度、硬度越大,從而使硫酸銅的毒性降低。水中溶解的有機物特別是磷和多羥基化合物,它們與硫酸銅結合生成銅化合物,從而使硫酸銅毒性降低。因此,在pH值高及水中有機物含量多的水域中使用硫酸銅時應適當加大濃度,一般可使用1ppm。
硫酸銅屬於重金屬鹽類,它會引起魚類的腎組織細管擴大、細管周圍的腎壞死;造血組織破壞、肝脂肪增加。銅可殘留在魚的鰓、肌內及肝內,並可防礙腸道酶(如胰蛋白酶、α澱粉酶等)。另外,硫酸銅對魚池中的浮游生物,特別是許多單細胞藻類,甲殼動物的幼蟲均有毒殺作用,因而長期使用,會影響魚的攝食及生長。

注意事項

具體事項

(1)硫酸銅與鐵會起化學反應,所以盛裝藥劑的容器,配製及使用的工具都不應使用鐵器。如果只有鐵質噴霧器時,應在鐵桶內壁塗上一層蠟或漆,使藥液儘量不與鐵接觸。
(2)硫酸銅不易溶解,使用前應先配製成水溶液再稀釋。
(3)配製銅皂液立即配即用,不能久放,以免引起沉澱而失效。
(4)對農作物葉面易產生藥害,使用時應注意噴灑均勻。
(5)貯運時嚴防受潮和日曬,不能受雨淋,並不能與食物、種子、飼料混放。已經過浸種處理的種子不能食用和作飼料。
(6)誤食中毒可服蛋白質解救。

硫酸銅中毒

硫酸銅中毒是指由於飼料中硫酸銅含量過高,或環境銅污染引起的一種中毒疾病。

臨床症狀:臨床上分急性和慢性中毒兩種。急性中毒,病豬出現嚴重的胃腸炎,腹痛,劇烈腹瀉,嘔吐,糞便中帶有黏液,呈褐黑色或深綠色,體溫下降,心跳加快,驚厥,麻痹和虛脫而死亡。慢性中毒,病豬厭食,虛弱無力,氣喘,黃疸,出現血紅蛋白尿;病豬皮膚角化不全,有濕疹和血疹,感覺過敏和肌肉震顫。
治療:用0.1%亞鐵氰化鉀溶液洗胃,它可與銅形成不溶性亞鐵氰化銅沉澱而不被吸收,也可餵牛奶、豆漿、蛋清或活性炭以沉澱、吸附,保護胃、腸黏膜,減少對銅的吸收,或者使用EDTA鈣鈉鹽解毒。

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