Sulfato de cobre (CuSO4): estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência - 2023

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Sulfato de cobre (CuSO4): estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência
Sulfato de cobre (CuSO4): estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência

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o sulfato de cobre É um composto inorgânico formado pelos elementos cobre (Cu), enxofre (S) e oxigênio (O). Sua fórmula química é CuSO4. O cobre está no estado de oxidação +2, o enxofre +6 e o ​​oxigênio tem valência -2.

É um sólido branco que quando exposto à umidade do ambiente se transforma em seu CuSO pentahidratado de cor azul.4•5h2O. O sólido branco é obtido aquecendo o azul para remover a água.

Ele tem sido usado como um agente antibacteriano por séculos para curar feridas em humanos e animais. Também atua como fungicida, adstringente, antidiarreico e no controle de doenças intestinais em animais. Ele também é usado como um agente antifúngico em plantas.

No entanto, alguns de seus usos foram descontinuados porque seu excesso pode ser tóxico para humanos, animais e plantas. A faixa de concentração em que pode ser usado é estreita e depende da espécie.


É usado como catalisador em reações químicas e como dessecante para solventes. Permite melhorar a resistência e flexibilidade de alguns polímeros.

Quantidades excessivas desse composto podem ser prejudiciais aos solos, pois é tóxico para microorganismos benéficos às plantas.

Estrutura

O sulfato de cobre é formado por um íon cobre (Cu2+) e um íon sulfato (SO42-).

Devido à perda de dois elétrons, o íon cobre (II) tem a seguinte conformação eletrônica:

1s2 2s2 2 P6 3s2 3p6 3d9

Pode-se ver que tem o orbital 3d incompleto (tem 9 elétrons em vez de 10).

Nomenclatura

  • Sulfato de cobre anidro
  • Sulfato de cobre (II)
  • Sulfato cúprico

Propriedades

Estado físico

Sólido branco ou branco-esverdeado na forma de cristais.


Peso molecular

159,61 g / mol

Ponto de fusão

A 560 ° C, ele se decompõe.

Densidade

3,60 g / cm3

Solubilidade

22 g / 100 g de água a 25 ° C Insolúvel em etanol.

Propriedades quimicas

Quando submetido à umidade do ar abaixo de 30 ° C, torna-se o composto pentahidratado CuSO4•5h2OU.

Suas soluções aquosas são azuis devido à formação do íon hexaacuocopper (II) [Cu (H2OU)6]2+ que produz a referida coloração. Nesse íon, duas das moléculas de água estão mais distantes do átomo de metal do que as outras quatro.

Isso se deve ao chamado efeito Jahn-Teller, que prevê que esses tipos de sistemas sofrerão a distorção causada pelo fato de Cu2+ Possui estrutura eletrônica que termina em d9, ou seja, um orbital incompleto (seria completo se fosse d10).


Se amônia (NH3) complexos são formados nessas soluções em que NH3 ele desloca sucessivamente as moléculas de água. Eles são formados, por exemplo, a partir do [Cu (NH3) (H2OU)5]2+ até [Cu (NH3)4(H2OU)2]2+.

Quando o CuSO4 É aquecido até a decomposição, emite gases tóxicos e se transforma em óxido cúprico CuO.

Obtendo

O sulfato de cobre anidro pode ser obtido por desidratação total do composto penta-hidratado, que se consegue aquecendo-o até que as moléculas de água evaporem.

CURSO4•5h2O + calor → CuSO4 + 5 H2Ou ↑

O composto pentahidratado é azul, então quando a água de cristalização é perdida, CuSO é obtido.4 anidro branco.

Formulários

Alguns de seus usos se sobrepõem ao do composto penta-hidratado. Outros são específicos da substância anidra.

Como um agente antibacteriano

Tem potencial como agente antimicrobiano. É utilizado há milhares de anos, inclusive nas culturas da América do Sul e Central, para prevenir infecções de feridas por meio de gaze embebida em solução desse composto.

Estima-se que no mecanismo de sua atividade antibacteriana íons Cu2+ eles formam quelatos com enzimas que são cruciais para as funções celulares das bactérias, desativando-as. Eles também induzem a formação de radicais hidroxila OH •, que danificam as membranas das bactérias e seu DNA.

Recentemente, foi relatado que traços de CuSO4 podem aumentar a atividade antimicrobiana de produtos naturais ricos em polifenóis, como extratos de romã e infusões de alguns tipos de chá.

Em aplicações veterinárias

É utilizado como anti-séptico e adstringente para as membranas mucosas e para o tratamento de conjuntivite e otite externa. É utilizado para a realização de banhos terapêuticos ou profiláticos para evitar o apodrecimento das patas de bovinos, ovinos e outros mamíferos.

Serve como agente cáustico para massas necróticas em membros de bovinos, úlceras de estomatite e tecido granulado destas. É utilizado como fungicida no tratamento de micose e doenças fúngicas da pele.

É também utilizado como emético (agente indutor de vômito) em porcos, cães e gatos; como adstringente antidiarreico para bezerros e para controlar a monilíase intestinal em aves e a tricomoníase em perus.

Como suplemento na ração animal

O sulfato de cobre tem sido usado como suplemento em quantidades muito pequenas para alimentar animais, porcos e aves. É usado para tratar a deficiência de cobre em ruminantes. No caso de porcos e aves, é utilizado como estimulante do crescimento.

O cobre foi identificado como essencial para a biossíntese de hemoglobina, estrutura cardiovascular, síntese de colágeno ósseo, sistemas enzimáticos e reprodução em mamíferos.

Conforme mencionado na seção anterior, também pode ser administrado como medicamento para controle de doenças. No entanto, os níveis de suplementação e / ou medicação devem ser monitorados de perto.

A partir de uma determinada quantidade, que depende de cada espécie, podem ocorrer declínio de crescimento, perda de apetite e peso, danos a determinados órgãos e até a morte de animais.

Por exemplo, em frangos, a suplementação de 0,2% ou mais diminui a ingestão de alimentos com a conseqüente perda de peso, diminuição da produção de ovos e da espessura de suas cascas.

Em aplicações agrícolas

Em sistemas de produção orgânica não é permitido o uso de fungicidas sintéticos, apenas produtos à base de cobre e enxofre, como o sulfato de cobre.

Por exemplo, certos fungos que atacam as macieiras, como Venturia inaequalis, são eliminados com este composto. Pensa-se que possivelmente íons Cu2+ eles são capazes de entrar no esporo do fungo, desnaturando proteínas e bloqueando várias enzimas.

Importância do cobre nas plantas

O elemento cobre é importante nos processos fisiológicos das plantas como fotossíntese, respiração e defesa contra antioxidantes. Tanto a deficiência desse elemento quanto seu excesso geram espécies reativas de oxigênio que são prejudiciais às suas moléculas e estruturas.

A faixa de concentrações de cobre para o crescimento e desenvolvimento ideal da planta é muito estreita.

Efeitos adversos na agricultura

Quando este produto é usado em excesso nas atividades agrícolas, pode ser fitotóxico, causar o desenvolvimento prematuro dos frutos e alterar sua cor.

Além disso, o cobre se acumula no solo e é tóxico para microorganismos e minhocas. Isso está em conflito com o conceito de agricultura orgânica.

Na catálise de reações químicas

O CuSO4 O anidro serve como catalisador para várias reações de compostos carbonílicos orgânicos com dióis ou seus epóxidos, formando dioxolanos ou acetonidos. Graças a este composto, as reações podem ser realizadas em condições suaves.

Também foi relatado que sua ação catalítica permite desidratar álcoois secundários, terciários, benzílicos e alílicos em suas olefinas correspondentes. A reação é realizada de forma muito simples.

O álcool puro é aquecido junto com CuSO4 anidro a uma temperatura de 100-160 ° C por um tempo de 0,5-1,5 horas. Assim ocorre a desidratação do álcool e a olefina é destilada pura a partir da mistura de reação.

Como agente desidratante

Este composto é usado em laboratórios de química como dessecante. É usado para desidratar líquidos orgânicos, como solventes. Absorve água formando o composto pentahidratado CuSO4•5h2OU.

Para melhorar polímeros

O CuSO4 O anidro tem sido usado para melhorar as propriedades de certos polímeros e, ao mesmo tempo, permitir que sejam recicláveis.

Por exemplo, partículas do composto em acetona foram misturadas com borracha de acrilonitrila-butadieno em um moinho especial, tentando fazer as partículas de CuSO4 são muito pequenos.

O sulfato de cobre melhora os pontos de ligação do polímero, formando uma mistura com alta resistência, dureza e surpreendente flexibilidade.

Em aplicações terapêuticas descontinuadas

No passado, as soluções de sulfato de cobre eram usadas para lavagem gástrica quando alguém sofria de envenenamento por fósforo branco. No entanto, a solução foi prontamente agitada para evitar envenenamento por cobre.

Soluções desse composto também foram utilizadas junto com outras substâncias para aplicações tópicas em queimaduras de fósforo na pele.

Às vezes serviam em certas formas de anemia nutricional em crianças e na deficiência de cobre em indivíduos recebendo nutrição parenteral, ou seja, pessoas que não conseguem se alimentar pela boca.

Certos loções para eczema, impetigo e intertrigo continham CuSO4. As soluções foram usadas como adstringente em infecções oculares. Às vezes, os cristais eram aplicados diretamente em queimaduras ou úlceras.

Todas essas aplicações deixaram de ser realizadas devido à toxicidade que o excesso desse composto pode induzir.

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