物化性質
藍色透明晶體。溶于水,微溶于稀乙醇而不溶于無水乙醇。無水硫酸銅粉末無水硫酸銅為灰白色粉末,易吸水變藍綠色的五水合硫酸銅。(無水硫酸銅化學式為CuSO4)。
硫酸銅常壓下沒有熔點,受熱失去結晶水後分解,在常溫常壓下很穩定,不潮解,在幹燥空氣中會逐漸風化。硫酸銅為藍色不對稱三斜晶系的結晶,比重2.29。在常溫下化學性質穩定,易溶解水,在15℃水中可以溶解16.2%,其水溶液呈藍色,并呈酸性。在空氣中久置會逐漸失去結晶水,變成白色。
硫酸銅是藍色三斜晶系結晶,外觀亮籃色,粒度均勻,流動性好,溶于水,25℃時水中溶解度為23.05g,溶于稀乙醇,不溶于無水乙醇、乙醚、液氨。硫酸銅加熱至110℃失去四分子結晶水,250℃失去全部結晶水。650℃分解成氧化銅和三氧化硫。
複合物
水合物
一般為五水合物CuSO4·5H2 O,俗名膽礬;藍色斜方晶體。五水硫酸銅在不同溫度下可以逐步失水,110℃時失去4分子水,150℃時失去5分子水。
硫酸銅裡的銅離子Cu有空軌道,每個Cu可以跟四個水分子形成配位鍵,這就是我們熟悉的水合銅離子[Cu(H2O)4] ,另外,每個離子還可與一個水分子裡的H原子形成氫鍵。所以,硫酸銅晶體的化學式可寫為[Cu(H2O)4]SO4·H2O,習慣上簡寫為CuSO4·5H2O,其中五個水分子的結合方式是有所不同的。在結晶水合物裡,無論是和金屬離子形成配位鍵結合的水分子,還是通過氫鍵結合的水分子,統稱為結晶水。
氨合物
硫酸銅與氨作用,形成深藍色的銅氨配合物Cu(NH3);與強堿作用,形成淡藍色的氫氧化銅Cu(OH)2絮狀沉澱;與還原性陰離子如I 、CN 等作用,形成碘化亞銅CuI白色沉澱和Cu(CN)配合物。
生産方法
硫酸法将銅粉在600~700℃下進行焙燒,氧化成為氧化銅,再經硫酸分解、澄清除去不溶雜質,經冷卻結晶、過濾、幹燥,制得硫酸銅成品。其反應式如下。
電解液回收法廢電解液(含Cu50~60g/L,H2SO4180~200g/L)與經焙燒處理的銅泥制成細銅粉進行反應,反應液分離沉降後清液經冷卻結晶、分離、幹燥,制得硫酸銅成品。
制備分解
制備步驟
2Cu+O2=△=2CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
或Cu+2H2SO4(濃)=加熱=CuSO4+2H2O+SO2↑
或2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O
分解過程
無水硫酸銅加熱到923K時,分解成CuO
CuSO4==加熱==CuO+SO3↑
或者:2CuSO4==加熱==2CuO+2SO2↑+O2↑
失水過程
五水合硫酸銅晶體失水分三步
兩個僅以配位鍵與銅離子結合的水分子最先失去,大緻溫度為102攝氏度。
兩個與銅離子以配位鍵結合,并且與外部的一個水分子以氫鍵結合的水分子随溫度升高而失去,大緻溫度為113攝氏度。
最外層水分子最難失去,因為它的氫原子與周圍的硫酸根離子中的氧原子之間形成氫鍵,它的氧原子又和與銅離子配位的水分子的氫原子之間形成氫鍵,總體上構成一種穩定的環狀結構,因此破壞這個結構需要較高能量。失去最外層水分子所需溫度大緻為258攝氏度。
差熱曲線分析:差熱曲線在185℃時出現顯著的吸熱谷。310℃時出現較小的吸熱谷,是由于脫水引起的。當加熱至805℃和875℃時出現兩個連續的吸熱谷是由于脫失硫酸根引起的。(注:實際操作時由于五水合硫酸銅 較易變質,加上雜質含量、儀器準确度等因素的幹擾,實驗結果與理論值的差距比較大。)
應用領域
【用途一】主要用作紡織品媒染劑、農業殺蟲劑、水的殺菌劑、防腐劑,也用于鞣革、銅電鍍、選礦等。
【用途二】用作分析試劑、脫水劑和氣體幹燥劑。
【用途三】銅是畜禽機體多種酶的組成部分。适量的銅離子濃度能激活胃蛋白酶,提高畜禽的消化機能,同時還參與造血過程,對保持體内器官的形狀和組織的成熟具有特殊功能,可促進生長發育。對畜禽皮毛色質、中樞神經系統、繁殖機能都具有較大的影響。
【用途四】作食品強化劑。中國規定可用于乳制品,使用量為12~16mg/kg;在嬰幼兒食品中為7.5~10mg/kg;在飲液中為4~5mg/kg。
環境影響
健康危害
侵入途徑:吸入、食入。
健康危害:本品對胃腸道有刺激作用,誤服引起惡心、嘔吐、口内有銅性味、胃燒灼感。嚴重者有腹絞痛、嘔血、黑便。可造成嚴重腎損害和溶血,出現黃疸、貧血、肝大、血紅蛋白尿、急性腎功能衰竭和尿毒症。對眼和皮膚有刺激性。長期接觸可發生接觸性皮炎和鼻、眼粘膜刺激并出現胃腸道症狀。
毒理學資料
毒性:屬中等毒性。
急性毒性:LD50300mg/kg(大鼠經口);33mg/kg(小鼠腹腔)。
危險特性:未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解産生有毒的硫化物煙氣。
燃燒(分解)産物:氧化硫、氧化銅。
注意事項
操作注意
密閉操作,提供充分的局部排風。操作人員必須經過專門的培訓,嚴格遵守操作規程操作。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。避免産生粉塵。避免與酸類、堿類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備洩漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意
儲存于陰涼、幹燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與酸類、堿類、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有合适的材料收容洩漏物。
應急處理
洩漏處理
戴好防毒面具和手套。用大量水沖洗,經稀釋的洗液放入廢水系統。如大量洩漏,收集回收或無害處理後廢棄。
防護措施
呼吸系統防護:作業工人應該佩戴防塵口罩。
眼睛防護:可采用安全面罩。
防護服:穿工作服。
手防護:必要時戴防護手套。
其它:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作後,淋浴更衣。注意個人清潔衛生。實行就業前和定期的體檢。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣着,用大量流動清水徹底沖洗。
眼睛接觸:立即翻開上下眼睑,用流動清水或生理鹽水沖洗。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:誤服者用0.1%亞鐵氰化鉀或硫代硫酸鈉洗胃。給飲牛奶或蛋清。就醫。
滅火方法:不燃。火場周圍可用的滅火介質。
違紀事件
工業硫酸銅腌制皮蛋
2013年6月16日,國家食品藥品監督管理總局部署開展對皮蛋生産企業及皮蛋産品的監督檢查,重點檢查企業是否存在使用工業硫酸銅加工皮蛋的違法行為。央視曝光江西南昌縣一些禽蛋加工企業為了縮短皮蛋的腌制周期,竟然違規使用工業用硫酸銅。
南昌縣已緊急下發通知,對全縣皮蛋加工企業進行拉網式排查,已關停皮蛋加工企業30家。據了解,南昌縣年加工禽蛋30萬噸,鮮蛋和加工蛋産量最多時占全國市場份額的15%。