Сульфат меди ii цвет раствора. Медный купорос. Получение ортоборной кислоты

Определение и формула сульфата меди 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфат меди (II) (халькокианит) в обычных условиях представляет собой белые, весьма гигроскопичные, низкоплавкие (температура плавления около 200 o C) кристаллы, разлагающиеся при сильном нагревании.

Рис. 1. Медный купорос. Внешний вид.

Образует кристаллогидрат состава CuSO 4 ×5H 2 O (халькантит, медный купорос), имеющий строение SO 4 ×H 2 O (рис.1). Хорошо растворяется в воде (гидролизуется по катиону).

Химическая формула сульфата меди 2

Химическая формула сульфата меди (II) — CuSO 4 . Она показывает, что в состав данной молекулы входит один атома меди (Ar = 64 а.е.м.), один атом серы (Ar = 32 а.е.м.) и четыре атома кислорода (Ar = 1 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу сульфата меди (II):

Mr(CuSO 4) = Ar(Cu) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(CuSO 4) = 64 + 32 +4×16 = 98 + 48 = 146

Графическая (структурная) формула сульфата меди 2

Структурная (графическая) формула сульфата меди (II) CuSO 4 является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

Ионная формула

Сульфат меди (II) представляет собой среднюю соль серной кислоты, которая способна диссоциировать на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению:

CuSO 4 ↔ Cu 2+ + SO 4 2-

В этой связи для сульфата меди (II)также можно указать и ионную формулу:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Установите массовую формулу вещества, содержащего 40,0% кальция, 12,0% углерода и 48,0% кислорода.

Решение

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (кальций), «у» (углерод) и «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y:z = ω(Ca)/Ar(Ca) : ω(C)/Ar(C) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 40,0/40: 12,0/12: 48,0/16;

Значит формула соединения кальция, углерода и кислорода будет иметь вид CaCO 3 . Это карбонат кальция.

Ответ

CaCO 3

ПРИМЕР 2

Задание

Два углеводорода имеют разные относительные молекулярные массы: 26 и 78, но одинаковый состав: 92,3% углерода и 7,7% водорода. Найдите молекулярные формулы углеводородов.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (углерод) и «у» (водород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y = ω(C)/Ar(C) : ω(H)/Ar(H);

x:y= 92,3/12: 7,7/1;

x:y= 7,69: 7,7 = 1: 1

Значит простейшая формула углеводорода имеет вид CH и молярную массу 13 г/моль . Чтобы найти истинную формулу соединения найдем отношение его молярных масс:

M substance (1) / M(CH) = 26 / 13 = 2

Значит индексы атомов углерода и водорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C 2 H 2 . Это ацетилен.

M substance (2) / M(CH) = 78 / 13 = 6

Значит индексы атомов углерода и водорода должны быть в 6 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C 6 H 6 . Это бензол.

Ответ

C 2 H 2 и C 6 H 6

Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермская государственная фармацевтическая академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Кафедра аналитической химии

Сульфат меди

Выполнила:

Руководитель:

Пермь, 2007

План:

Описание
Физические свойства
Цель аналитической химии
Качественный анализ:

Количественный химический анализ:

Гравиметрический анализ
Титриметрический анализ:

Инструментальные методы анализа:

Оптические методы анализа

Электрохимические методы анализа: потенциометрический метод

Хроматографические методы анализа

Список литературы

1. Формула

Cupri(2)sulfas– сульфат меди(2)

Молярная масса = 249,68

2. Описание

Кристаллы голубовато-синего или бирюзового цвета или кристаллический порошок синего цвета.

3. Физические свойства:

Растворимость

Хорошо растворим в воде; растворим в метаноле

Не растворим в этаноле

Плотность

4. Цель аналитической химии - установление качественного и количественного состава вещества или смеси веществ. В соответствии с этим аналитическая химия делится на качественный и количественный анализ. Задачей качественного анализа является выяснение качественного состава вещества, т. е. из каких элементов или ионов состоит данное вещество. При изучении состава неорганических веществ в большинстве случаев приходится иметь дело с водными растворами кислот, солей и оснований. Эти вещества являются электролитами и в растворах диссоциированы на ионы. Поэтому анализ сводится к определению отдельных ионов катионов и анионов. При проведении качественного анализа можно работать с различными количествами исследуемого вещества. Имеется так называемые грамм-метод, при котором масса исследуемого вещества берется более 0,5 г (более 10 мл раствора), сантиграмм-метод (масса исследуемого вещества от 0,05 до 0,5 г, или 110 мл раствора), миллиграмм-метод (масса исследуемого вещества от 10 -6 г до 10 -3 г, или от 0,001 до 0,1 мл раствора) и др. Наиболее распространенным является сантиграмм-метод, или полумикрометод.]5. Качественный анализ:

5.1.1.1. Методы качественного анализа Методы качественного анализа делятся на химические, физико-химические и физические. Физические методы основаны на изучении физических свойств анализируемого вещества. К этим методам относятся спектральный, рентгеноструктурный, масс-спектрометрический анализы и др. В физико-химических методах течение реакции фиксируется измерением определенного физического свойства исследуемого раствора. К этим методам относятся полярография, хроматография и др.К химическим методам относятся методы, основанные на использовании химических свойств исследуемых веществ.5.1.1.2. Аналитические реакции Анализ вещества, проводимый в растворах, называется анализом мокрым путем. Это основной путь полного определения состава вещества. При этом применяют реакции образования осадка, окрашенных соединений или выделения газа. Эти реакции проводят обычно в пробирках. Ряд качественных реакций проводят на предметных стеклах и образующиеся кристаллы рассматривают под микроскопом. Это такназываемые микрокристаллоскопические реакции. Иногда прибегают к выполнению реакций капельным методом. Для этого на полоску фильтровальной бумаги наносят каплю испытуемого раствора и каплю реактива и рассматривают окраску пятна на бумаге. Реакции, проводимые сухим путем (не в растворах), обычно применяются как вспомогательные, главным образом при предварительных испытаниях. Из реакций, проводимых сухим путем, чаще применяются реакции окрашивания перлов буры. В качественном анализе используются также пирохимические реакции: окрашивание пламени в различные цвета летучими солями некоторых катионов. В химическом анализе используется лишь незначительная часть того многообразия реакций, которое свойственно данному иону. Для открытия ионов пользуются реакциями, сопровождающимися различными внешними изменениями, например выпадением или растворением осадка, изменением окраски раствора, выделением газов, т. е. открываемый ион переводят в соединение, внешний вид и свойства которого характерны и хорошо известны. Происходящее при этом химическое превращение называется аналитической реакцией. Вещества, с помощью которых выполняется открытие ионов, называются реактивами на соответствующие ионы. Реакции, характерные для какого-либо иона, называются частными реакциями этого иона. Аналитическая реакция должна отвечать определенным требованиям. Она должна протекать не слишком медленно и быть достаточно простой по выполнению. Для аналитических реакций важнейшими требованиями являются специфичность и чувствительность. Чем меньшее количество ионов вступает в реакцию с данным реактивом, тем более специфична данная реакция. Чем меньшее количество вещества может быть определено с помощью данного реактива, тем более чувствительна эта реакция. Чувствительность реакции можно охарактеризовать количественно при помощи двух показателей: открываемого минимума и предельного разбавления.Открываемым минимумом называется наименьшее количество вещества или иона, которое может быть открыто данным реактивом при данных условиях. Предельное разбавление характеризует наименьшую концентрацию вещества (или иона), при которой еще возможно открыть его данным реактивом.Условия проведения аналитических реакций Выполнение каждой аналитической реакции требует соблюдения определенных условий ее проведения, важнейшими из которых являются: 1) концентрация реагирующих веществ, 2) среда раствора,3) температура.5.1.1.3. Реактивы Реактивы, используемые для выполнения аналитических реакций, делятся на специфические, избирательные, или селективные, и групповые. Специфические реактивы образуют характерный осадок или окрашивание только с определенным ионом. Например, реактив Кз образует темно-синий осадок только с ионами Fe 2+.Избирательные, или селективные, реактивы реагируют с несколькими ионами, которые могут принадлежать к одной или к разным группам. Например, реактив KI реагирует с ионами Pb 2+, Ag +, Hg22+ (II группа), а также с ионами Hg 2+ и Си 2+ (VI группа). Групповой реактив вступает в реакцию со всеми ионами данной группы. С помощью этого реактива ионы данной группы можно отделить от ионов других групп. Например, групповым реактивом второй аналитической группы является хлороводородная кислота, которая с катионами Pb 2+, Ag +, Hg22+ образует белые труднорастворимые осадки.

5.1.1.4. Общая характеристика анионов первой группы К первой аналитической группе анионов относятся сульфат-ион SO4 2-, сульфит-ион SO32-, карбонат-ион СO32-, фосфат-ион РO43-, силикат-ион SiO3 2-.Эти анионы образуют с катионом Ва2+ соли, мало растворимые в воде, но, за исключением сульфата бария, хороню растворимые в разбавленных минеральных кислотах. Поэтому выделить анионы этой группы в виде осадка групповым реагентом хлоридом бария BaCl2 можно только в нейтральной или слабощелочной среде. Анионы первой группы образуют с катионами серебра Ag+ соли, растворимые в разбавленной азотной кислоте, а сульфат серебра Ag2S04 растворим даже в воде.

Это химическое вещество пользуется популярностью у садоводов, которые заботятся о состоянии растений на дачном участке. Совсем необязательно знать его формулу, важно, что регулярное опрыскивание деревьев весной, обработка кустарников осенью помогает спасти урожай от заболеваний и вредителей. Как правильно приготовить раствор, какие еще есть области применения этого вещества, представляет ли оно опасность – ответы на вопросы полезны не только садоводам.

Что такое медный купорос

Медь сернокислая пятиводная – это название имеет неорганическое химическое соединение. Если соблюдать дозировку, оно обладает полезными свойствами, при больших количествах способно провести к смерти. Состав характеризуется токсичностью, относится к 4 классу опасности ядовитых веществ:

при попадании порошка внутрь раздражает слизистые оболочки;
проникает через кожу в организм при обратном всасывании пота;
при попадании на еду может вызвать пищевое отравление;
не исключен летальный исход.

Химическое соединение – порошок голубого цвета или прозрачные ярко-синие триклидные кристаллы, содержащее в составе 24% меди. Препарат обладает физическими свойствами:

металлический привкус;
отсутствие запаха;
высокая гигроскопичность;
хорошая растворимость в спирте воде, растворах серной кислоты с большой концентрацией;
температура разложения – 100-250;
выветривается на воздухе;
смертельная доза – 35 мл жидкости концентрацией 5%.

Формула

Что такое сульфат меди? Это вещество, получаемое в промышленных условиях как результат химической реакции. Оно обладает очень высокой гигроскопичностью, при поглощении жидкости образует кристаллы – пентагидрат сульфата меди. Другое название соединения – медный купорос или медная соль серной кислоты. Состав имеет химическую формулу CuSO4 5H2O. В ней наблюдается связь одной молекулы соли с пятью молекулами воды.

Свойства

Если сернокислую медь использовать правильно, то будут только положительные эффекты от применения. При этом она безопасна, не накапливается организмом, растениями и почвой, не дает побочных эффектов. Полезные свойства соединения:

вяжущее;
антисептическое;
прижигающее;
дезинфицирующее;
фунгицидное – противодействует грибкам, бактериям, плесени;
не вызывает привыкания у вредоносных насекомых;
способствует синтезу фитогормонов у растений.

Для чего нужен

Благодаря своим химическим свойствам медь сернокислая находит огромное применение во многих областях. Ее используют как пищевую добавку при выращивании сельскохозяйственных животных, для дезинфекции при содержании скота. Состав применяется:

для очистки водоемов, бассейнов;
как компонент для изготовления препаратов в фармакологии;
при химической обработке воды.

Состав широко используется в промышленности:

горнодобывающей – при получении кобальта, цинка, свинца;
металлургической – как состав для гальванических ванн, изготовления медных катодов;
для производства печатных плат;
при изготовлении электрических батарей;
для выпуска стекла, зеркал;
при производстве пигментов, красителей для кожи, керамики, текстиля;
как пищевая добавка Е 519 в продуктах;
для изготовления ацетатного полотна, красок.

Применение медного купороса в садоводстве

Особой популярностью пользуется купорос в сельском хозяйстве и в огородах. Он находит применение в различных качествах. Химическое вещество используется:

для борьбы с фитофторозом на томатах и картофеле;
как средство от садовых вредителей;
для обеззараживания земли;
как подкормка при дефиците меди в почве;
как удобрение для садовых и комнатных растений;
для обработки стен от плесени в ямах, сараях;
для целей профилактики грибковых заболеваний кустов и деревьев, садовых вредителей.

Весной

Как обрабатывать медным купоросом растения на садовом участке? Применение химического вещества имеет особенности, зависящие от времени года. В весеннее время:

до распускания почек обрабатывают растения от плодовой гнили готовым раствором с концентрацией 1% – яблони, груши, айву;
ранней весной проливают землю рабочей жидкостью с насыщенность 0,5% от черной ножки, серой гнили;
перед посадкой производят обеззараживание картофеля 0,2% жидкостью от фитофтороза;
добавляют к раствору для побелки деревьев.

Чтобы получить ранние всходов огурцов, семена замачивают на 10 часов в теплом 0,2% составе. К весенним работам относится дезинфекция корней саженцев. Их выдерживают 3 минуты в составе с насыщенностью 1%, затем тщательно промывают водой. Для протравливания от болезней семян выдерживают 15 минут в специальной смеси, затем хорошо промывают. Для приготовления раствора в 10 литрах теплой воды растворяют:

2 г борной кислоты;
10 граммов марганцовокислого калия;
столько же порошка медной соли серной кислоты.

Летом

При появлении на участке вредителей или признаков заболеваний, производят обработку винограда, опрыскивания роз, листьев растений и кустарников. С возникновением летом признаков фитофтороза на картофеле, томатах применяют фунгициды. Для приготовления состава:

налить 10 литров воды;
развести медный купорос – 100 грамм порошка;
произвести опрыскивание кустов в сухую погоду без ветра.

Осенью

При окончании огородного сезона проводят обработку растений, деревьев и приствольных кругов от вредителей и заболеваний. Для лечения грибка в осеннее время рекомендуют применять крепкий раствор бордоской жидкости. Чтобы его приготовить, необходимо:

взять 10 литров воды;
добавить 400 г гашеной извести;
всыпать 300 г порошка медной соли серной кислоты;
тщательно размешать.

Применение медного купороса в медицине

Хотя врачи официальной медицины настороженно относятся к применению этого вещества для лечения заболеваний, народные целители практикуют использование и показывают положительные результаты. Они отмечают, что полезные свойства медной соли серной кислоты способствуют выздоровлению при наличии:

радикулита;
грибковых заболеваний;
сахарного диабета;
гинекологических патологий;
инфекционных болезней;
злокачественных опухолей;
приступов эпилепсии;
полиартрита.

Антисептик

Применение раствора рекомендуется при гинекологических заболеваниях, вследствие антисептических, прижигающих, противоинфекционных свойств. Можно ли спринцеваться медным купоросом? Лучше перед проведением процедуры посоветоваться с гинекологом. После его разрешения важно соблюдать все пропорции, чтобы не получить побочных эффектов, опасных для жизни.

Для спринцевания сначала делают маточный раствор – разводят в литре кипятка столовую ложку чистых кристаллов сульфата меди, приобретенных в аптеке. Состав необходимо отфильтровать. Для приготовления рабочего раствора потребуется:

взять 0,5 литра теплой кипяченой воды;
влить столовую ложку маточного состава;
перемешать;
вечером провести процедуру спринцевания;
утром повторить с раствором соды;
выполнять раз за неделю.

Для прижиганий

Опытные дерматологи отмечают эффект от использования пентагидрата сульфата меди при лечении мокрой экземы. Для этого необходимо приготовить синюю мазь. При ее регулярном нанесении происходит прижигание болезненных язвочек. Через два дня они из синих становятся коричневыми и отваливаются. Для изготовления состава потребуется:

измельчить голубые кристаллы пентагидрата сульфата меди;
просеять их через 3 слоя марли;
смешать равные части с чистым вазелином;
легонько расчесать небольшой участок кожи;
нанести мазь;
втереть;
постепенно обработать всю поверхность.

При отравлении

Долгие годы существовала практика применения медного купороса при появлении признаков отравлении в качестве средства, вызывающего рвоту. Поскольку даже небольшое нарушение концентрации раствора может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, современные медики отказались от такого метода лечения. Однако Всемирная организация здравоохранения в своей анатомической терапевтической системе классификации считает это вещество антидотом.

Лечение медным купоросом в народной медицине

Народные целители применяют слабый раствор для дезинфекции ран. Мазь, сделанная на основе медной соли серной кислоты, избавляет от грибка ногтей. Смесь доводится до кипения, охлажденной наноситься на поверхность до устранения симптомов. Для приготовления требуется смешать равные части:

порошка сернокислой меди;
гусиного жира;
белой серы.

Для эффективного лечения рака кишечника, желудка, молочной железы, рекомендуют по утрам принимать внутрь по 50 мл раствора. Для приготовления нужно настоять в течение суток щепотку вещества с половиной литра воды. Лечебными свойствами при диабете отличаются ванны, снижающие потребность в инсулине, если их принимать трижды за неделю. Процедуру проводят до 15 раз. Для ее проведения:

наполнить ванну водой;
добавить 3 ложки кристаллов сульфата меди;
полежать 15 минут.

Применение медного купороса в строительстве

Благодаря огнеупорным, фунгицидным свойствам водный раствор сульфата меди с концентрацией 10% используется при выполнении строительных работ. Препарат наносится на деревянные, бетонные, кирпичные поверхности. Состав медного купороса способствует:

антисептической защите деталей из дерева от гниения;
удалению ржавых пятен на поверхности строений;
приданию материалам огнеупорных свойств;
нейтрализации протечек;
противогрибковой защите поверхности стен, полов, потолков перед отделочными работами.

Вред медного купороса

Необходимо соблюдать осторожность при использовании химического средства в домашних и огородных условиях. Во время работы с купоросом рядом не должны находиться дети и животные, требуется соблюдение инструкции по технике безопасности. При попадании вещества в организм необходимо срочное обращение к врачу. Промывание желудка может усугубить положение. Если препарат попал внутрь:

при вдыхании – происходит ожог слизистой легких;
во время проглатывания – возникает раздражение желудочно-кишечного тракта;
при поражении глаз – ожоги поверхности глазного яблока.

Особую опасность для жизни представляет попадание сульфата меди в кровь. Как результат токсического действия происходит:

разрушение мембраны эритроцитов;
негативное воздействие измененной крови на клетки нервной системы, легких;
накапливание вещества в почках, печени, что нарушает их нормальное функционирование;
отравление организма, при больших дозах заканчивающееся летальным исходом.

Видео

SO 4

Цель: получить комплексную соль сульфат–тетроамино меди из медного купороса CuSO 4 ∙5H 2 O и концентрированного раствора аммиака NH 4 OH.

Техника безопасности:

1.Стеклянная химическая посуда требует осторожного обращения, пред началом работы следует проверить ее на наличие трещин.

2.Пред началом работы следует проверить исправность электроприборов.
3.Нагревание производить только в термостойкой посуде.

4.Аккуратно и экономно использовать хим. реактивы. Не пробовать их на вкус, не нюхать.

5.Работу следует проводить в халатах.

6.Аммиак ядовит и его пары раздражают слизистую оболочку.

Реактивы и оборудование:

Концентрированный раствор аммиака - NH 4 OH

Этиловый спирт – C 2 H 5 OH

Медный купорос - CuSO 4 ∙ 5H 2 O

Дистиллированная вода

Мерные цилиндры

Чашки Петри

Вакуум насос (водоструйный вакуумный насос)

Стеклянные воронки

Теоретическое обоснование:

Комплексными соединениями называют вещество, содержащее комплексообразователь, с которым связано определенное число ионов или молекул называемых аддендами или легандами. Комплексообразователь с аддендами составляет внутреннюю сферу комплексного соединения. Во внешней сфере комплексных соединений находится ион, связанный с комплексным ионом.

Комплексные соединения получаются при взаимодействии более простых по составу веществ. В водных растворах они диссоциируют с образованием положительно или отрицательно заряженного комплексного иона и соответствующего аниона или катиона.

SO 4 = 2+ + SO 4 2-

2+ = Cu 2+ + 4NH 3 –

Комплекс 2+ окрашивает раствор в васильково - синий цвет,а взятые отдельно Cu2+ и 4NH3 – такого окрашивания не дают. Комплексные соединения имеют большое значение в прикладной химии.

SO4 - темно – фиолетовые кристаллы,растворимые в воде,но не растворимые в спирте.При нагревании до 1200С теряет воду и часть аммиака, а при 2600С теряет весь аммиак.При хранении на воздухе соль разлагается.

Уравнение синтеза:

CuSO4 ∙ 5H2O +4NH4OH = SO4 ∙ H2O +8H2O

CuSO4 ∙ 5H2O + 4NH4OH= SO4 ∙ H2O +8H2O

Мм CuSO4∙ 5H2O = 250 г/моль

Мм SO4 ∙ H2O = 246 г/моль

6г CuSO4∙ 5H2O - Хг

250 г CuSO4∙ 5H2O - 246 SO4 ∙ H2O

Х=246∙6/250= 5,9 г SO4 ∙ H2O

Ход работы:

6г медного купороса растворить в 10 мл дистиллированной воды в термостойком стакане. Нагреть раствор. Энергично перемешивать до полного растворения, затем добавить концентрированный раствор аммиака небольшими порциями до появления фиолетового раствора комплексной соли.

Затем раствор перенести в чашку Петри или фарфоровую чашку и вести осаждение кристаллов комплексной соли этиловым спиртом, который вливают бюреткой в течение 30-40 минут, объем этилового спирта 5-8 мл.

Полученные кристаллы комплексной соли отфильтровать на воронке Бюхнера и оставить сушить до следующего дня. Затем кристаллы взвесить и рассчитать % выхода.

5,9г SO4 ∙ H2O - 100%

m навески – Х

Х = m навески ∙100% / 5,9г

Контрольные вопросы:

1.Какой тип химических связей в комплексных солях?

2.Какой механизм образования комплексного иона?

3.Как определить заряд комплексообразователя и комплексного иона?

4.Как диссоциирует комплексная соль?

5.Составьте формулы комплексных соединений дициано - аргентат натрия.

Лабораторная работа №6

Получение ортоборной кислоты

Цель : получить ортоборную кислоту из буры и соляной кислоты.

Техника безопасности:

1. Стеклянная химическая посуда требует осторожного обращения, перед работой следует проверить ее на наличие трещин.

2. Перед началом работы следует проверить исправность электроприборов.

3. Нагревание производить только в термостойкой посуде.

4. Аккуратно и экономно использовать химические реактивы. Не пробовать их на вкус, не нюхать.

5. Работу следует проводить в халатах.

Оборудование и реактивы:

Тетраборат натрия (декагидрат) – Na 2 B 4 O 7 *10H 2 O

Соляная кислота (конц.) – HCl

Дистиллированная вода

Электроплитка, вакуум-насос (водоструйный вакуумный насос), химические стаканы, фильтровальная бумага, фарфоровые чашки, стеклянные палочки, стеклянные воронки.

Ход работы:

Растворяют 5г декагидрата тетрабората натрия в 12,5 мл кипящей воды прибавляют 6 мл раствора соляной кислоты и оставляют стоять сутки.

Na 2 B 4 O 7 *10H 2 O + 2HCl + 5H 2 O = 4H 3 BO 3 + 2NaCl

Выпавший осадок ортоборной кислоты декантируют, промывают небольшим количеством воды, фильтруют под вакуумом и сушат между листами фильтровальной бумаги при 50-60 0 С в сушильном шкафу.

Для получения более чистых кристаллов ортоборную кислоту перекристаллизовывают. Рассчитывают теоретический и практический выход

Контрольные вопросы:

1. Структурная формула буры, борной кислоты.

2. Диссоциация буры, борной кислоты.

3. Составить формулу кислоты тетрабората натрия.

Лабораторная работа №7

Получение оксида меди (II)

Цель : получить оксид меди (II) CuO из медного купороса.

Реактивы:

Сульфат меди (II) CuSO 4 2- * 5H 2 O.

Гидроксид калия и натрия.

Раствор аммиака (р=0.91 г/см 3)

Дистиллированная вода

Оборудование: технохимические весы, фильтры, стаканы, цилиндры, вакуум-насос (водоструйный вакуумный насос), термометры, электроплитка, воронка Бюхнера, колба Бунзена.

Теоретическая часть:

Оксид меди (II) CuO – черно-коричневый порошок, при 1026 0 С распадается на Cu 2 O и О 2 , почти не растворим в воде, растворим в аммиаке. Оксид меди (II) CuO встречается в природе в виде черного землистого продукта выветривания медных руд (мелаконит). В лаве Везувия она найдена закристаллизованной в виде черных триклинных табличек (тенорит).

Искусственно окись меди получают нагреванием меди в виде стружек или проволоки на воздухе, при температуре красного каления (200-375 0 С) или прокаливанием нитрата карбоната. Полученная таким путем окись меди аморфна и обладает ярко выраженной способностью адсорбировать газы. При прокаливании, при более высокой температуре на поверхности меди образуется двухслойная окалины: поверхностных слой представляет собой оксид меди (II), а внутренний – красный оксид меди (I) Cu 2 O .

Окись меди используют при производстве стекла эмалей, для придания из зеленой или синей окраски, кроме того CuO применяют при производстве медно-рубинового стекла. При нагревании с органическими веществами оксид меди окисляет их, превращая углерод и диоксид углерода, а водород в оду и восстанавливаясь при этом в металлическую медь. Этой реакцией пользуются при элементарном анализе органических веществ, для определения содержания в них углерода и водорода. В медицине она также находит применение, главным образом в виде мазей.

2. Приготовить из рассчитанного количества медного купороса насыщенный раствор при 40 0 С.

3. Приготовить из рассчитанного количества 6%-ный раствор щелочи.

4. Нагреть раствор щелочи до 80-90 0 С и влить в него раствор сульфата меди.

5. Смесь нагревают при 90 0 С в течение 10-15 минут.

6. Выпавшему осадку дают отстояться, промывают водой до удаления ионаSO 4 2- (проба BaCl 2 + HCl).

Введение

Многие живые организмы способны наносить серьезный ущерб человеку, домашним животным, растениям, а также разрушать неметаллические, металлические материалы и изделия из них.

Из многочисленных методов защиты растений наибольшее значение имеет химический метод - использование химических соединений, уничтожающих вредные организмы. Химический метод эффективен также для защиты различных материалов и изделий из них от биологических разрушений. В последнее время широкое применение в борьбе с различными вредителями получили пестициды.

Пестициды (лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) - химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами.

Пестициды объединяют следующие группы таких веществ: гербициды, уничтожающие сорняки, инсектициды, уничтожающие насекомых-вредителей, фунгициды, уничтожающие патогенные грибы, зооциды, уничтожающие вредных теплокровных животных и т. д.

Большая часть пестицидов - это яды, отравляющие организмы-мишени, к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста.

2.1Медный купорос и его свойства

Медный купорос CuSO 4 кристаллизуется из водных растворах сульфата меди и представляет собой ярко-синие кристаллы триклинной системы с параметрами решётки. Плотность 2, 29 г/см3.

При нагревании выше 105°С плавится с потерей части кристаллизационной воды и переходит CuSO 4 . 3Н 2 О (голубого цвета) и CuSO 4 Н 2 О (белого цвета). Полностью обезвоживается при температуре 258°С. При действии сухого NH 3 на CuSO 4 образуется CuSO 4 5NH 3 , обменивающий во влажном воздухе NH 3 на Н 2 О. С сульфатами щелочных металлов CuSO 4 образует двойные соли типа Me 2 SO 4 CuSO 4 6H 2 O, окрашенные в зеленоватый цвет.

В промышленности медный купорос получается растворением металлической меди в нагретой разбавленной H 2 SO 4 при продувании воздуха: Cu + H 2 SO 4 + ½O 2 = CuSO 4 + H 2 O. Он является также побочным продуктом электролитического рафинирования меди.

Медный купорос - самая важная техническая соль меди. Он применяется при получении минеральных красок, пропитке древесины, для борьбы с вредителями и болезнями растений в сельском хозяйстве, для протравливания зерна, при выделке кож, в медицине, в гальванических элементах; служит исходным продуктом для получения других соединений меди.

Сульфат меди (сернокислая медь) CuSO 4 - бесцветные кристаллы 3,64 г/см3. При нагревании диссоциируют: CuSO 4 = CuO + SO 2 + ½O 2 с образованием в качестве промежуточного продукта основного сульфата CuO CuSO 4 . При 766°С давление диссоциации CuSO 4 достигает 287 мм. рт. столба, а CuO CuSO 4 - 84 мм. рт. столба. Растворимость CuSO 4 в граммах на 100 г. воды составляет: 14 (0°С); 23, 05 (25°С); 73, 6 (100°С). В присутствии свободной H 2 SO 4 растворимость понижается. При рН 5,4-6,9 CuSO 4 гидролизуется с образованием основных солей. CuSO 4 очень гигроскопична, поэтому применяется как осушающее вещество; присоединяя воду, синеет, что иногда используется для обнаружения воды в спирте, эфире и других.

При нагревании медный купорос теряет воду и превращается в серый порошок. Если после охлаждения накапать на него несколько капель воды, то порошок снова приобретёт синюю окраску.

2.2 Железный купорос и его свойства

Сульфат железа (2)

Систематическое наименование Железа 2 тетраоксоциосульфат.

Физические свойства: кристаллическое состояние, молярная масса 151,932 г/моль, плотность- 1,898г/см3

Сульфат железа (2), железо (2) сернокислое-неорганическое бинарное соединение, железная соль серной кислоты с формулой FeSO 4 . Гептагидрат FeSO 4 ∙H 2 O носит тривиальное название железный купорос. Кристаллогидраты – гигроскопичные прозрачные кристаллы светлого голубовато-зеленого цвета, моногидрат FeSO 4 ∙H 2 O бесцветный (смольнокит). Вкус сильно-вяжущий железистый (металлический). На воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду). Сульфат железа (‖) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется голубовато-зеленый гептагидрат. Токсичность железного купороса сравнительно низкая.

Применяется в текстильной промышленности, в сельском хозяйстве как фунгицид, для приготовления минеральных красок.

Свойства.

Сульфат двухвалентного железа выделятся при температурах от 1,82˚Cдо 56,8˚C из водных растворов в виде светло-зеленых кристаллов кристаллогидрата FeSO 4 ∙7H 2 O, который называется в технике железным купоросом. В 100г воды растворяется: 26,6г безводного FeSO 4 при 20˚C и 54,4 при 56˚C.

Растворы сульфата железа (‖) под действием кислорода воздуха постепенно окисляются, переходя в сульфат железа (׀׀׀):

12FeSO 4 +3O 2 +6H 2 O→ 4 Fe 2 (SO 4)3 + Fe(OH) 3 ↓

При нагревании свыше 480˚C разлагается:

2FeSO 4 →Fe 2 O 3 + SO 2 +SO 3

Получение

Железный купорос можно приготовить действием разбавленной серной кислоты на железный лом, обрезки кровельного железа и т.д. В промышленности его получают как побочный продукт при травлении железных листов, проволоки, удаление окалины и др разбавленной H 2 SO 4 .

Fe+ H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2

Другой способ- окистельный обжиг пирита:

FeS 2 +3 O 2 → FeSO 4 + SO 2

Применяют в производстве чернил, в красильном деле (для окраски шерсти в черный цвет), для консервирования дерева.

2.3 Бордоская жидкость (сульфат меди + гидроксид кальция)

Химическая формула СuSO 4 3Cu(OH) 2

Бордоская жидкость, бордоская смесь (меди сульфат + кальция гидроксид) – пестицид, защитный контактный фунгицид и бактерицид. В повышенных дозах оказывает искореняющее действие на покоящиеся формы возбудителей растений. Используется для ранневесенних обработок садов, для виноградников, ягодников путем опрыскивания.

Физико-химические свойства

Бордоская смесь – основная сернокислая медь с примесью гипса. Правильно приготовленная суспензия достаточно стабильна, обладает хорошей прилипаемостью, удерживаемостью на поверхности растений и высокой фунгицидной активностью. Это жидкость голубого цвета, представляющая собой суспензию коллоидных частиц действующего вещества – металлической меди. Правильно приготовленный препарат должен иметь нейтральную или слабощелочную реакцию. Сильнощелочной препарат плохо удерживается на поверхности растений, а сильнокислый фитоциден. Реакцию раствора устанавливают, погружая в него железную проволоку или гвоздь: в кислой среде на них появляется налет меди, и в этом случае необходимо добавить к раствору известковое молоко. Для повышения адгезионных свойств к бордоской жидкости иногда добавляют жидкое стекло (силикатный клей), казеиновый клей, патоку, сахар, снятое молоко, яйца и синтетические ПАВ.

Бордоская смесь приготовляется из медного купороса и извести. Приведем физико-химические свойства каждого из этих веществ.

СuSO 2 – сульфат меди (II). Вещество белого цвета, весьма гигроскопично, низкоплавкое, при сильном нагревании разлагается. Кристаллогидрат СuSO 4 3H 2 O (халькантит, медный купорос) имеет строение [Сu(H 2 O) 4 ]SO 4 H 4 O.

Хорошо растворяется в воде (гидролиз по катиону). Реагирует с гидратом аммиака, щелочами, активными металлами, сероводородом. Вступает в реакции комплексообразования и обмена.

Физические характеристики СuSO 4

Молекулярная масса 159,6 г/моль;

Температура плавления ~ 200 °С;

Относительная плотность 3, 603г/см3 (при комнатной температуре).

Ca(OH) 2 – гидроксид кальция, гашеная известь. Вещество белого цвета, при нагревании разлагается без плавления. В воде растворяется плохо (образуется разбавленный щелочной раствор). Реагирует с кислотами, проявляет основные свойства. Поглощает CO 2 из воздуха.

Физические характеристики Сa(OH) 2

Молекулярная масса 74,09 г/моль;

Относительная плотность 2,08 г/см3 (при комнатной температуре).

Действие на вредные организмы

Фунгицидное действие бордоской жидкости обусловлено тем, что при гидролизе под влиянием углекислоты воздуха, выделений грибов и растений основная соль сернокислой меди разлагается и выделяет в небольших количествах сернокислую медь:

CuSO 4 Cu(OH) 2 + H 2 O + 3CO 2 → CuSO 4 + 3CuCO 3 + 4Н 2 О

Если этот процесс идет интенсивно (при высокой влажности и температуре), то защитное действие фунгицида будет кратковременным, и возможно повреждение растений.

Последний срок обработки большинства культур завершается за 15 дней до уборки урожая, бахчевых культур – за 5 дней, томата – за 8 дней до сбора урожая при условии тщательного дождевания при уборке.

Бордоская жидкость – один из универсальных фунгицидов, обладающих самой большой длительностью защитного действия (до 30 дней). Почти во всех случаях она оказывает на растения стимулирующее действие. Эффективность препарата зависит от срока его применения. Наилучшие результаты получаются от обработок незадолго до заражения. Согласно другим литературным данным, препарат целесообразнее применять в позднее осенний период и в начале распускания почек. В этих случаях он почти не оказывает отрицательного воздействия на защищаемую культуру (фитотоксичность ниже).

При обработке бордоской жидкостью растений основной сульфат меди выпадает в виде студенистого осадка, который хорошо прилипает к листьям и покрывает их и плоды растений защитным слоем. По удерживаемости на листьях бордоская жидкость занимает первое место среди фунгицидов. Обладает репеллентными свойствами для многих насекомых.

Механизм действия.

Биологические свойства медьсодержащих препаратов определяются способностью ионов меди активно реагировать с липопротеиновыми и ферментными комплексами живых клеток, вызывая необратимые изменения (коагуляцию) протоплазмы. Поступившие в клетки патогена в достаточно высокой концентрации ионы меди взаимодействуют с различными ферментами, которые содержат карбоксильные, имидазольные и тиольные группы, и подавляют их активность. При этом, прежде всего, ингибируются процессы, входящие в дыхательный цикл. Также они вызывают неспецифическую денатурацию белков. Их избирательность по отношению к полезным организмам зависит от количества ионов меди, поступивших в клетки и накопившихся в них. Конидии и споры грибов, прорастающие на поверхности растений в капле воды, способны внутри своей клетки концентрировать ионы меди, создавая концентрацию в 100 и более раз выше, чем в растительных клетках или снаружи.

Бордоская смесь для многих насекомых обладает репеллентными свойствами.

Устойчивые виды.

Бордоская смесь не эффективна против пероноспороза махорки и табака, а также против настоящих мучнистых рос.

Инсектицидные и акарицидные свойства. Бордоская смесь для многих насекомых обладает репеллентными свойствами.

Подавляет на картофеле листоблошек. Проявляет овицидное действие.

Применение

Бордоская жидкость по прилипаемости и удерживаемости на поверхности растений занимает первое место среди защитных фунгицидов. Однако в связи с большим расходом медного купороса, трудностью приготовления, а также с возможностью повреждения растений этот фунгицид заменяют хлорокисью меди и органическими препаратами.

Зарегистрированны препараты на основе бордоской смеси разрешены к применению в сельском и личном подсобных хозяйствах против болезней свеклы сахарной, кормовой, столовой (церкоспороз), лука (пероноспороз), абрикоса, персика, сливы, вишни, черешни (коккомикоз, курчавость, монилиоз), крыжовника (антракноз, ржавчина, септориоз), и др.

Бордоскую жидкость нельзя смешивать фосфорорганическими инсектицидами и другими препаратами, разлагающимися в щелочной среде.

Фитотоксичность: На поверхности растений в присутствии капельно-жидкой влаги частицы основной сернокислой меди медленно гидролизуются, и ионы меди поступают в воду в относительно небольшом количестве. При этом опасность ожогов растений значительно уменьшается. Такие ожоги происходят только при значительном повышении концентрации, плохом качестве бордоской смеси, повышенном количестве осадков после обработки или кислотном загрязнении воздуха. Также при неправильном приготовлении препарата возможно угнетение прироста и появление «сетки» на листьях и плодах.

Препарат вызывает измельчение плодов черешни с увеличением содержания сахаров и сухого вещества, образование «сетки» на плодах и листьях чувствительных к меди сортов яблони, «обжигает» листья и снижает приживаемость окулировок вследствие подсушивания коры подвоев. Повреждениям способствуют обильные осадки. Фитоцидность увеличивается также с возрастом деревьев. На сорте черешни Дайбера черная при резких колебаниях температуры и засухе бордоская жидкость способствовала летнему листопаду, угнетению деревьев.

Токсикологические свойства и характеристики

Энтомофаги и полезные виды. Препарат малотоксичен для пчел, однако на период обработки культур и в последующие 5 ч до одних суток пчел лучше изолировать. Довольно токсичен для хищного клеща Анистиса (при применении в коцентрации 0,09% его численность на черной смородине уменьшалась в 3-4 раза). Слаботоксичен для Энциртид и умеренно ядовит для Трихограмматид. В концентрации 1% малотоксичен для пупариев Энкарзии. Период остаточного действия для имаго не более суток. Среднетоксичен для Крептолемуса.

Смесь не ядовита для других хищных клещей, кокцинеллид, личинок и имаго златоглазок, хищных галлиц и таких перепончатокрылых, как афенилиды, птеромалиды, их невмониды.

Теплокровные. Бордоская жидкость малотоксична для теплокровных животных и человека. По другим литературным источникам, препарат для теплокровных среднетоксичен: ЛД50 оральная для мышей 43 мг/кг, для крыс 520 мг/кг. Концентрированный препарат раздражает слизистые.

Симптомы отравления

Употребление плодов в пищу впервые дни после обработки препаратами, содержащими сульфат меди, вызывает тошноту и рвоту.

Приготовление раствора

Бордоскую смесь получают смешиванием раствора сульфата меди с суспензией негашеной извести. Качество приготовляемой смеси зависит от соотношения компонентов, качества негашеной извести и процедуры приготовления. Высокое качество обеспечивается при соотношении компонентов 1:1 или 4:3 и протекании реакции в щелочной среде. Приготовление заключается в медленном приливании раствора сульфата меди небольшой струйкой в суспензию извести. Необходимо постоянное помешивание. Получившаяся темно-синяя жидкость должна напоминать разбавленный кисель.

При нарушении данного процесса в смеси увеличивается содержание гидроксида меди, окисляющегося на поверхности до нерастворимого оксида меди, и увеличивается число крупных (до 10 мкм) частиц, что уменьшает стабильность и прилипаемость препарата. Трудоемкость приготовления и необходимость наличия оборудования для этого являются недостатками бордоской смеси.

Для приготовления 100 л 1%-ного препарата берут 1 кг медного купороса и 0,75 кг негашеной извести (если известь некачественная – до 1 кг). Медный купорос растворяют в небольшом объеме горячей воды и доводят водой до 90 л. Негашеную известь гасят, приливая к ней воду, до образования сначала сметанообразной массы, а в дальнейшем известкового молока, объем которого доводят также водой до 10 л. Известковое молоко приливают при постоянном помешивании к раствору медного купороса. При указанной рецептуре допускается также прибавление раствора медного купороса к известковому молоку, однако нельзя смешивать крепкие растворы этих компонентов, а также вливать крепкий раствор медного купороса в слабый раствор известкового молока. В этих случаях образуются сферические кристаллы основной сернокислой меди, которые легко смываются с растений осадками. Аналогичное явление наблюдается при старении препарата.

Для приготовления бордоской жидкости нельзя использовать емкости из материалов, подверженных коррозии.

Бордоскую смесь готовят непосредственно перед применением и только в необходимой концентрации. Не следует разбавлять приготовленный раствор водой, так как в этом случае он быстро расслаивается. При длительном хранении происходит агрегация частиц бордосской смеси, вызывающая их осаждение и плохую удерживаемость на растениях.

Сегодня фирмы-производители предлагают бордоскую смесь в форме порошка. Его готовят полной нейтрализацией сульфата меди гашеной известью, высушивают и микронизируют. Вследствие особой тонкости частиц рабочий состав имеет максимальное прилипание, а полученная суспензия очень стойка.

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью