Cульфат меди – антисептическое и вяжущее средство, применяемое для лечения и профилактики инфекционных заболеваний.
Фармакологическое действие
Cульфат меди – синие кристаллы или кристаллический порошок, который хорошо растворяется в воде и образует голубой пентагидрат – Медный купорос (Cuprum sulfuricum или Медь сернокислую).
Cульфат меди оказывает прижигающее, антисептическое, вяжущее, рвотное, некротизирующее и эритропоэтическое местное действие. В малых дозах действуют как катализатор, который ускоряет образование гемоглобина, поэтому его применяют для лечения анемий одновременно с приемом препаратов железа.
Также Cульфат меди является одним из компонентов электролитических ванн для меднения.
Форма выпуска
Cульфат меди выпускают в виде:
- Гомеопатических гранул по 5 г, 10 г, 20 г;
- Кристаллического порошка по 100 г.
Поскольку Cульфат меди относится к микроэлементам, участвующим в процессах метаболизма, его применяют в различных лекарственных комплексах. Купить Cульфат меди можно в составе поливитаминных препаратов «Олиговит», «Квадевит», «Компливит», «Глутамевит» и некоторых других.
Раствор Cульфата меди применяют при:
- Стоматите;
- Вагините;
- Витилиго, в составе комбинированной терапии;
- Анемии;
- Фурункулезе;
- Конъюнктивите;
- Отравлениях фосфорорганическими соединениями;
- Экземе;
- Ожогах;
- Уретрите;
- Ангине;
- Пиодермии;
- Гнойных ранах и раневых инфекциях.
Противопоказания
Раствор Cульфата меди противопоказан при индивидуальной непереносимости.
Инструкция по применению Сульфата меди
Для лечения многих заболеваний применяется Cульфат меди в виде раствора:
- 0,25% раствор – при конъюнктивите, в виде глазных капель, по 2-3 капли в каждый глаз;
- 0,25–1,0% раствор – при уретрите и вагините;
- 5% раствор – при ожогах фосфором. Тампоны, смоченные в растворе Cульфата меди, прикладывают на пораженные участки кожи. Лечение продолжают до исчезновения свечения;
- 0,1% раствор – при отравлении фосфором, применяют для промывания желудка;
- 0,5– 1% раствор – при лечении витилиго, 3 раза в день по 5-15 капель во время еды, в сочетании с кортикостероидами и фотозащитными препаратами;
- 1% раствор – как рвотное средство. Применяют по 15 мл (максимально – 50 мг) раствора Cульфата меди внутрь каждые 10 минут, до наступления рвоты.
Для лечения анемий Cульфат меди применяют либо в виде гомеопатических гранул, либо в составе комплексных поливитаминных препаратов.
Побочные действия
Раствор Cульфат меди может вызывать различные аллергические реакции, включая зуд и сыпь.
Условия хранения
Cульфат меди отнесен к препаратам списка Б, подлежит хранению в хорошо укупоренной таре.
С уважением,
- прозрачные гигроскопичные кристаллы триклинной формы, ярко-синего цвета. Является голубым пентагидратом сульфата меди(II). Хорошо растворяется в воде, концентрированных растворах соляной кислоты, разбавленном спирте, плохо растворим в этаноле. На воздухе постепенно выветривается (теряет кристаллизационную воду). Имеет тошнотворно-металлический вкус.
Плотность: 2,284 г/см³. Температура плавления: 1100° C.
В природе медный купорос может встречаться в виде минералов: халькокианит, халькантит, бутит и др.
В промышленности медный купорос получают растворением меди в нагретой разбавленной серной кислоте при продувании воздуха или как побочный продукт электролитического рафинирования меди.
Химическая формула: CuSO 4 .5H 2 O.
Применение медного купороса (меди сернокислой).
В основном он используется для получения различных соединений меди, в том числе и гидроксида меди.
Так же используется в лабораториях для обезвоживания спиртов, применяется при изготовлении минеральных лаков и красок, ацетатного волокна.
Медный купорос применяется при получении минеральных красок, пропитке древесины.
В сельском хозяйстве он используется в различных целях.
Самое главное, это старейший и самый эффективный фунгицид, который предназначен для опрыскивания плодовых-ягодных декоративных деревьев и кустарников от парши, монилиоза, антракноза и других болезней ранней весной до распускания почек, а также для дезинфекции ран у плодовых. А еще в растворах медного купороса протравливают семена перед посевом для уничтожения спор плесневых грибов на семенах. Может использоваться как средство отпугивания зайцев.
Большого успеха медный купорос добился и в строительстве, предотвращая гниение деревянных сооружений. Хорошо удаляет с поверхности пятна ржавчины после протечек и выделения солей на бетонных поверхностях.
Также его применяют для обогащения руды при флотации, в производстве двухсторонних печатных плат, в процессах гальванического и химического омеднения.
В пищевой промышленности медный купорос (пищевая добавка Е519), консервант и эмульгатор, используют в качестве фиксатора краски.
Применяется в гальванике при покрытии металлических изделий медью.
| Наименование показателя | Норма для марки и сорта | |||||
| Марка А | Марка Б | Купорос медный мелкодисперсный* | ||||
| Высший сорт | Первый сорт | Высший сорт | Первый сорт | Второй сорт | ||
| Массовая доля медного купороса, %: в пересчете на CuSO 4 .5H 2 O, не менее в пересчете на медь, не менее |
99,1 25,22 |
98,0 24,94 |
98,1 24,97 |
96,0 24,43 |
93,0 23,67 |
98,0 24,5 |
Массовая доля железа, не более | 0,02 | 0,04 | 0,04 | 0,05 | 0,1 | 0,04 |
| Массовая доля свободной серной кислоты, не более | 0,20 | 0,25 | 0,20 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
| Массовая доля нерастворимого в воде остатка, не более | 0,03 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 1,05 |
| Массовая доля мышьяка, не более | 0,002 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,028 | 0,012 |
Требования безопасности медного купороса ГОСТ 19347-99
Медный купорос негорюч, пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса опасности. Предельно допустимая концентрация пыли медного купороса в пересчете на медь в воздухе рабочей зоны производственных помещений - 0,5 мг/м³.
| Степень токсичности | 3 |
| Основные свойства и виды опасности | |
| Основные свойства | Кристаллический порошок голубого цвета. Гигроскопичен. |
| Взрыво- и пожароопасность | Медный купорос негорюч, пожаро- и взрывобезопасен. При нагревании может разлагаться с образованием токсичных газов. Емкости могут взрываться при нагревании. Помещения должны быть оборудованы вентиляцией. |
| Опасность для человека | Попадая в организм человека, вызывает желудочно-кишечные расстройства. Опасен при вдыхании, проглатывании, попадании в глаза. Кашель, першение в горле, затрудненное дыхание, сердцебиение, в тяжелых случаях - потеря сознания. Боли в животе, тошнота, рвота, покраснение кожи, боль, отек, краснота, слезотечение. При пожаре возможны ожоги. При контакте с горячими продуктами возможен термический ожег. |
| Средства индивидуальной защиты | Защитный общевойсковой костюм Л-1 или Л-2 в комплекте с промышленным противогазом с патронами А, В. Маслобензостойкие перчатки, спецодежда, спецобувь, средства защиты, респиратор "Лепесток" или ватно-марлевая повязка. При возгорании - огнезащитный костюм. |
| Необходимые действия в аварийных ситуациях | |
| Общего характера | Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 50 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Удалить посторонних. В опасную зону входить в защитных средствах. Соблюдать меры пожарной безопасности. Не курить! Устранить источники огня и искр. Пострадавшим оказать первую помощь. |
| При утечке, разливе и россыпи | Сообщить в ЦСЭН. Не прикасаться к просыпанному веществу. Просыпания оградить земляным валом, засыпать инертным материалом, собрать в емкости. Не допускать попадания вещества в водоемы, подвалы, канализацию. |
| При пожаре | Вызвать пожарную бригаду. Рекомендуемые средства тушения - вода, пенные огнетушители и песок. |
| Нейтрализация | Засыпать песком или другим инертным материалом. Вызвать специалистов для нейтрализации. |
| Меры первой помощи | Вызвать скорую помощь. Свежий воздух, тепло, покой, чистая одежда. Кожу и слизистые промыть водой. |
Упаковка, транспортировка и хранение.
Медный купорос для промышленности упаковывают деревянные бочки, фанерные барабаны, деревянные или фанерные ящики с вкладышами из полиэтиленовой пленки, в многослойные бумажные, ламинированные, полиэтиленовые или полипропиленовые тканые мешки с вкладышами из полиэтиленовой пленки, весом не более 50 кг или 25 кг (ТУ 2297-149-00194429-01). Допускается упаковывать продукт в мягкие контейнеры типа "big-bag" по 1000 кг и 1250 кг.
Медный купорос транспортируют железнодорожным транспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозок грузов, автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозок опасных грузов, действующими на автомобильном транспорте, водным транспортом - с размещением контейнеров на палубе или в беспалубных судах. Продукт, упакованный в специализированные металлические контейнеры, транспортируют по железной дороге в полувагонах или автомобильным транспортом. Транспортирование упакованного продукта осуществляют мелкими повагонными отправками.
Медный купорос, упакованный в бочки, барабаны, ящики и мешки, хранят в закрытых складских помещениях; упакованный в контейнеры - на контейнерных площадках. Беречь от влаги.
Гарантийный срок хранения - два года со дня изготовления.
Введение
В магазине строительных товаров вы увидели ведерко с неизвестным вам названием "Минеральная краска". Любопытство берет верх, и ваша рука потянулась к нему. Читаем состав: "Известь, кухонная соль и т. д. и т. п... "А что еще за сульфат меди?!" - зацепились глаза за название незнакомого вещества. Уверена, большинство людей услышали о сульфате меди именно в такой обстановке. Другие бы только махнули на это рукой, но только не вы. Наверняка вам хочется узнать о нем побольше. Поэтому темой сегодняшней статьи будет сульфат меди.
Определение
Из-за переменной валентности меди всего в химии существует два ее сульфата - I и II. Сейчас мы поговорим о втором сульфате. Он является неорганическим бинарным соединением и представляет собой медную соль серной кислоты. Такой сульфат меди (формула CuSO 4) еще называют медью сернокислой.
Свойства
Является нелетучим, бесцветным, непрозрачным и очень гигроскопичным веществом без запаха. Однако свойства самих кристаллогидратов сульфата меди существенно отличаются от его особенностей (как вещества). Они имеют вид прозрачных негигроскопичных кристаллов, у которых присутствуют различные оттенки синего (фото выше) и горько-металлический вкус. Также сульфат меди хорошо растворяется в воде. Если кристаллизовать его водные растворы, то можно получить медный купорос (фото). Гидратация безводного сульфата меди является экзотермической реакцией, при которой происходит значительное выделение тепла.
Получение
В промышленности его получают загрязненным, растворяя медь и медные отходы в разбавленной серной кислоте, которую, вдобавок, продувают воздухом.
Также сульфат меди можно получить в лаборатории сразу несколькими способами:
- Серная кислота + медь (при нагревании).
- Серная кислота + гидроксид меди (нейтрализацией).
Очистка
Для очистки полученной такими способами сернокислой меди чаще всего используют перекристаллизацию - ее опускают в кипящую дистиллированную воду и держат на огне до тех пор, пока раствор не станет насыщенным. Затем его охлаждают до +5 о С и отфильтровывают полученный осадок, напоминающий кристаллы. Однако существуют и методы более глубокой очистки, но для них нужны уже другие вещества.
Сульфат меди: применение
С помощью безводного сульфата меди абсолютируют этанол и осушают газы, также он служит индикатором влажности. В строительстве водным раствором сульфата меди нейтрализуют последствия протечек, ликвидируют пятна ржавчины и удаляют выделения солей с оштукатуренной, кирпичной и бетонной поверхностей, а также предотвращают гниение древесины. В отрасли сельского хозяйства медный купорос, образованный из сульфата меди, служит антисептиком, фунгицидом и медно-серным удобрением. Растворами этого вещества (с разной его концентрацией) обеззараживают растения, деревья и почву. Небезызвестная фермерам бордоская жидкость тоже частично состоит из медного купороса. Еще он является одним из ингредиентов, входящих в состав минеральных красок. Не обходятся без него и в производстве ацетатных волокон. Еще медный купорос известен как пищевая добавка Е519, используемая в качестве фиксатора окраски и консерванта. Также раствором медного купороса можно выявлять цинк, марганец в алюминиевых сплавах и нержавеющей стали: если они содержат вышеперечисленные примеси, то при соприкосновении с этим раствором на их поверхности появятся красные пятна.
Заключение
Сульфат меди (II) сам по себе мало известен, а вот о продукте его реакции с водой - медном купоросе - слышал каждый. И, как видите, он приносит очень большую пользу.
Медный купорос, он же сульфат меди – весьма эффективное средство, имеющее широкое применение, как в народной медицине, так и ветеринарии, быту, строительстве и садоводстве. Это небесного цвета вещество полезно не только для организма человека и животного, но и для растений.
Раствор медного купороса издревле используется для терапии патологий кожных покровов и глаз. Врачи всего мира имели в своем арсенале разные рецепты с сульфатом меди. В Древней Греции это вещество применяли для терапии воспаления миндали и глухоты.
Популярен медный купорос и сегодня. Это отличное дополнение и в некоторых случаях альтернатива дорогущим медикаментозным препаратам и инсектицидам. К тому же средства из сульфата меди готовятся просто. Сделать лекарство или состав от вредителей, под силу каждому.
По своей сути сульфат меди является медной солью серной кислоты. Это порошок голубого цвета, не имеющий запаха. Вещество хорошо растворимо в воде. Если говорить о пользе и вреде сернокислой меди, то широкое применение данного неорганического соединения в быту и медицине говорит само за себя. Вред оно тоже может принести, но только в случае нецелесообразного применения.
Медный купорос обладает мощными лечебными свойствами:
- вяжущим;
- дезинфицирующим;
- антисептическим;
- рвотным воздействием.
Раствор медного купороса помогает в терапии: стоматита, вагинита, витилиго, малокровия, нарывов, пиодермии, ангины, уретрита, экземы, ожогов, конъюнктивита, фурункулеза.
Противопоказания. Не рекомендуется использовать средство в лечебных целях при беременности, кормлении грудью и индивидуальной непереносимости. Не стоит лечить сульфатом меди маленьких детей и применять его без ведома врача. При передозировке возможно появление высыпаний, тошноты, рвоты, головных болей.
Применение раствора сернокислой меди
Лечение медным купоросом различных заболеваний, в частности, конъюнктивита, витилиго, рака может оказаться эффективным только в случае правильного применения лекарства. Очень важно соблюдать пропорции и дозировки и не злоупотреблять составами. Будьте бдительны, злоупотребление медным купоросом может стать причиной отравления и иных малоприятных недугов.
Раствор сульфата меди для укрепления иммунной системы. Разведите одну щепотку купороса в стакане вскипяченной немного остуженной воды. Употреблять рекомендуют по ¼ стакана напитка дважды на день: с утра и вечером.
Сульфат меди . Больным диабетом советуют принимать ванны с купоросом. С этой целью две столовые ложки голубого порошка растворяют в ванной. Водные процедуры рекомендуют принимать трижды в неделю.
Медный купорос против гинекологических недугов. Это средство помогает в терапии рака матки, кисты, воспаления яичников, эрозии шейки матки, фибромы. Растворите в литре воды ложку сернокислой меди и жженых квасцов. Проварите состав на малом огне на протяжении нескольких минут. Соедините ложку состава с вскипяченной остуженной водой – литром. Используйте для спринцеваний. Длительность терапии полторы недели.
Приготовление целебной мази. Смешайте пережженный до сероватого цвета медный купорос с порошком желтой серы и гусиным или свиным жиром в равных пропорциях. Доведите массу до кипения, остудите. Используйте для лечения грибка.
Есть еще один рецепт действенной мази . Соедините измельченные еловые иголки в количестве двадцати граммов с одной измельченной луковицей, оливковым маслом – 50 мл и медным купоросом – 15 граммами. Тщательно перемешайте ингредиенты. Доведите массу до кипения. Остудите и смазывайте средством пораженные грибком кожные покровы и ногти.
Эрозия шейки матки: применение целебного раствора. Растворите сульфат меди — пятнадцать граммов в немного остуженной кипяченой воде – литре. Это средство рекомендуется применять для спринцеваний. Разведите ложку состава с горячей водой – 500 мл. Курс терапии – полторы недели.
Терапия эрозии при помощи сернокислой меди должна проводиться в средине менструального цикла. Во время месячных проводить спринцевания противопоказано.
Грибок стоп и : применение сульфата меди. Смешайте ложечку медного купороса с прокипяченной водой – литром. Соедините 100 мл приготовленного раствора с пятью литрами теплой воды. Вылейте состав в таз и опустите в него ноги. Длительность процедуры – полчаса. Продолжительность терапевтического курса – две недели.
Медный купорос в борьбе с псориазом. Для лечения этого недуга можно использовать как целебные ванны, так и действенную мазь. Растворите сульфат меди – три ложки в горячей воде – 300 мл. Тщательно перемешайте средство и вылейте в наполненную горячей водой ванну. Длительность водных процедур – четверть часа. Полный лечебный курс состоит из пятнадцати таких процедур.
Мазь готовится следующим образом. Измельчите высушенную траву чистотела до порошкообразной консистенции и соедините 30 грамм с медным купоросом – двумя ложками. Добавьте к составу желтую серу – 50 граммов, березовый деготь – 20 грамм и растопленный свиной жир – 100 грамм.
Проварите смесь на водяной бане на протяжении десяти минут. Обрабатывайте приготовленной мазью пораженные участки кожных покровов каждодневно. Курс терапии – месяц.
Отзывы
- Наталья, журналист, 49 лет. Я с помощью медного купороса поборола фитофтороз. Что только не приходилось применять. Химические препараты токсичны, к тому же недешевые. Подруга как-то посоветовала обработать помидоры раствором купороса. Болячку победила, помидоры спасла.
- Никита, продавец, 34 года. Появился сильный зуд стоп. Потом неприятный запах. Со временем начали слоиться ногти, они пожелтели. Мама посоветовала на протяжении недели делать ванночки для ног с медным купоросом. Для этого 10 грамм купороса нужно соединить с литром воды, а потом полстакана раствора добавить к трем литрам теплой воды. Состояние кожи и ногтей улучшилось уже к пятому дню. А через три дня болячка исчезла.
- Валерия, библиотекарь, 51 год. У меня артроз колена. Применяю мази препараты, назначенные врачом. Но порой появляются сильные боли. Нашла решение проблемы – применение ванн. Принимала их на протяжении месяца, через день. Состояние значительно улучшилось. Раствор готовится так: две ложки в трехстах миллилитрах воды. Периодически практикую способ при болевых ощущениях.
Инструкция к применению в ветеринарии
Сульфат меди — отличный помощник в борьбе с плесенью, заболеваниями и вредителями растений, а также цветением воды в бассейне. Раствором купороса обрабатывают кустарники и деревья, огородные культуры и цветы. А еще медный купорос является удобрением.
Если вы хотите использовать порошок для обработки растений, заготавливать его впрок не рекомендуется, он теряет свои полезные свойства.
Медный купорос для вашего сада и огорода. Это средство не образует ядовитых химических соединений, поэтому оно имеет широкое применение в садоводстве и огородничестве.
Для обработки листков роз и винограда разведите три грамма порошка в воде – пяти литрах. Перемешайте тщательно. Опрыскайте раствором листву растения, пораженную вредителями.
Листва, корневища и стебли ягод и овощей в течение летнего сезона могут поражаться самыми различными недугами, в частности фитофторозом. Чтобы сохранить их обрабатывайте перед посадкой почву раствором медного купороса. Если вы уже давно посадили томаты или огурцы, но только сейчас заметили, что на листках появились коричневые пятна, полейте грунт раствором – 50 граммов порошка на 10 литров воды.
Восполняем дефицит меди. С целью восполнения в грунте недостатка меди рекомендуется вносить удобрение (раствор медного купороса) раз в пять лет, в начале весны или в конце осени. Берется грамм порошка из расчета на один метр квадратный. Растворите необходимое количество порошка в воде и полейте огород.
Сульфат меди против плесени
Плесень – самая настоящая катастрофа. Она быстро распространяется и к тому же наносит вред человеческому организму. Споры плесени провоцируют появление кашля, насморка, слезотечения и головных болей.
В борьбе с плесенью рекомендуют использовать следующее средство. Растворите 200 граммов порошка медного купороса в десяти литрах воды. Хорошенько перемешайте и при помощи кисти для побелки обработайте средством пораженные грибком поверхности.
Сернокислая медь для очистки воды
Владельцы бассейнов часто сталкиваются с такой проблемой, как цветение воды. Один из самых дешевых и действенных способов очистки воды – применение медного купороса. Если вода стала мутной, попробуйте применить такой метод. Для начала необходимо сшить небольшой мешочек. Наполните его медным купоросом и положите на дно бассейна.
Где купить медный купорос? Приобрести порошок можно в любом хозяйственном или интернет магазине. Средняя цена 100 грамм медного купороса — 230 рублей.
Синие кристаллы сульфата меди при нагревании становятся белыми
Сложность:
Опасность:
Сделайте этот эксперимент дома
Реагенты
Безопасность
- Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
- Проводите эксперимент на подносе.
- При проведении опыта держите поблизости ёмкость с водой.
- Поместите горелку на пробковую подставку. Не прикасайтесь к горелке сразу после завершения опыта − подождите, пока она остынет.
Общие правила безопасности
- Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
- Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
- Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
- Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
- Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
- Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
- Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
- Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.
Информация о первой помощи
- В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
- В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
- В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
- В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
- Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
- Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
- Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
- Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
- Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
- Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.
Часто задаваемые вопросы
Синие кристаллы не белеют. Что делать?
Прошло 10 − 15 минут, но кристаллы сульфата меди CuSO 4 не белеют? Похоже, что-то не так с нагреванием формочки. Проверьте, горит ли свеча. Не забудьте, что формочка должна стоять по центру пламярассекателя, а свеча – по центру горелки.
Не перепачкайтесь!
Будьте внимательны: пламя свечи достаточно сильно коптит дно формочки. Оно быстро становится чёрным, и об него легко испачкаться.
Не заливайте водой!
Не заливайте алюминиевую формочку с сульфатом меди водой! Это может привести к протеканию бурных процессов: алюминий будет восстанавливаться, выделяя газ водород. Подробнее об этой реакции вы можете узнать в научном описании эксперимента (раздел «Что произошло»).
Другие эксперименты
Пошаговая инструкция
- Поместите три свечи в горелку для сухого горючего и зажгите их. Накройте горелку пламярассекателем, а сверху - фольгой.
- Поставьте на фольгу алюминиевую формочку. Высыпьте в нее одну большую ложку кристаллогидрата сульфата меди CuSO 4 ·5H 2 O.
- Следите за изменением цвета кристаллов: через 5 минут синие кристаллы станут голубыми, а еще через 10 - белыми.
Ожидаемый результат
При нагревании вода, входящая в состав гидрата сульфата меди, покидает кристаллы и испаряется. В результате получается безводный сульфат меди белого цвета.
Утилизация
Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.
Что произошло
Почему меняется цвет сульфата меди?
Всякое изменение окраски говорит нам о том, что строение вещества поменялось, ведь именно оно отвечает за само присутствие цвета. Из формулы исходного сульфата меди CuSO 4 5H 2 O видно, что, кроме самого сульфата CuSO 4 , в составе этого синего кристаллического вещества есть ещё и вода. Такие твёрдые вещества, в составе которых есть молекулы воды, называют ещё гидратами*.
Вода особым образом связана с сульфатом меди. Когда мы нагреваем этот гидрат, вода удаляется из него, почти как из чайника с кипящей водой. При этом разрушаются связи молекул воды с сульфатом меди. Это и проявляется в изменении окраски.
Узнать больше
Начнём с того, что молекулы воды являются полярными , то есть неоднородными с точки зрения распределения зарядов. Как это понимать? Дело в том, что с одной стороны молекулы есть небольшой избыток положительного заряда, а с другой – отрицательного. Эти заряды в сумме дают ноль – ведь молекулы, как правило, не заряжены. Но это не мешает некоторым их частям нести на себе положительный и отрицательный заряды.
По сравнению с водородом, атомы кислорода лучше притягивает к себе отрицательно заряженные электроны. Поэтому с его стороны в молекуле воды концентрируется отрицательный заряд, а с другой стороны – положительный заряд. Такое неравномерное распределение зарядов делает её молекулы диполями (от греч. «dis» – два, «polos» – полюс). Эта «двуликость» воды позволяет ей легко растворять такие соединения, как NaCl или CuSO 4 , ведь они состоят из ионов (положительно или отрицательно заряженных частиц). Молекулы воды могут взаимодействовать с ними, поворачиваясь к положительно заряженным ионам своей отрицательно заряженной стороной (то есть атомом кислорода), а к отрицательно заряженным ионам – положительно заряженной стороной (то есть атомами водорода). И все частицы чувствуют себя весьма комфортно друг с другом. Именно поэтому соединения, которые состоят из ионов, обычно хорошо растворяются в воде.
Интересно, что при кристаллизации многих соединений из водных растворов такое взаимодействие отчасти сохраняется и в кристалле, в результате чего образуется гидрат. Ионы меди, как мы видим из всех опытов данного набора, сильно изменяют свою окраску в зависимости от того, какими частицами они окружены.
И раствор сульфата меди, и гидрат CuSO 4 *5H 2 O имеют примерно одинаковый насыщенный синий цвет, что может говорить нам о том, что ионы меди в обоих случаях находятся в одинаковом или по крайней мере похожем окружении.
И действительно, в растворе ионы меди окружены шестью молекулами воды, тогда как в гидрате ионы Cu 2+ окружены четырьмя молекулами воды и двумя сульфат-ионами. Ещё одна молекула воды (ведь речь идёт о пентагидрате) остаётся связанной с сульфат-ионами и другими молекулами воды, что во многом напоминает её поведение в насыщенном (то есть максимально концентрированном) растворе сульфата меди.
Когда мы нагреваем гидрат, перед молекулами воды встаёт выбор. С одной стороны, есть замечательные ионы меди – вполне приятные и симпатичные соседи. Да и сульфат-ионы тоже весьма приличная компания. С другой стороны, какая молекула воды не мечтает о свободном полёте и познании неизвестных далей? Когда температура повышается, обстановка в гидрате накаляется, и компания видится уже не столь приличной, как хотелось бы молекулам воды. Да и энергии у них становится больше. А потому при ближайшей возможности они покидают сульфат меди, который в самом деле превратился в сущий ад.
Когда вся вода из гидрата испаряется, в окружении ионов меди остаются только сульфат-ионы. Это приводит к тому, что окраска вещества переходит из синей в белую.
Можно ли вернуть синий цвет?
Да, можно. В окружающем нас воздухе достаточно много воды в парообразном состоянии. Да и мы сами выдыхаем пары воды – вспомните, как запотевает стекло, если на него подышать.
Если температура сульфата меди вновь стала комнатной, вода может «оседать» на нём почти так же, как на стекле. При этом она будет вновь особым образом связываться с сульфатом меди и постепенно возвращать ему синий цвет.
Можно и ускорить этот процесс. Если поместить высушенный сульфат меди вместе со стаканом воды в одну закрытую ёмкость, вода будет «перескакивать» к сульфату меди из стакана, переходя по воздуху в виде пара. Следует, однако, предупредить, что для этого опыта необходимо переместить сульфат меди из алюминиевой посуды в стеклянную, так как влажный сульфат меди будет активно взаимодействовать с металлическим алюминием:
3CuSO 4 + 2Al → Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu
Сама по себе эта реакция не сильно испортит картину. Однако она разрушит защитную оболочку Al 2 O 3 вокруг алюминия. Последний, в свою очередь, бурно реагирует с водой:
Al + 6H 2 O → Al(OH) 3 +3H 2
Почему часть сульфата может почернеть?
Если перестараться с нагреванием, то мы можем обнаружить ещё один переход окраски: белый сульфат меди темнеет.
В этом нет ничего удивительного: мы видим начало термического разложения (распада на части под воздействием температуры) сульфата меди:
2CuSO 4 → 2CuO + 2SO 2 + O 2
При этом образуется оксид меди CuO чёрного цвета.
Узнать больше
В химии действует общее правило: если атомы, которые входят в состав твёрдого вещества, могут образовывать газообразные продукты, то при нагревании почти наверняка произойдёт его разложение с образованием этих самых газов.
Например, атомы серы S и кислорода O, входящие в состав сульфата меди, могут образовывать газообразные оксид серы SO 2 и молекулярный кислород O 2 . А теперь вернёмся к уравнению реакции термического разложения сульфата меди: 2CuSO 4 → 2CuO + 2SO 2 + O 2
Как мы видим, именно эти газы и выделяются, если сульфат меди хорошенько погреть.
Развитие эксперимента
Как заставить сульфат меди снова стать синим?
На самом деле это очень даже несложно! Есть несколько вариантов действий.
Во-первых, вы можете просто пересыпать обезвоженный сульфат в пластиковую ёмкость (например, чашку Петри) и оставить её на открытом воздухе. Сульфат будет работать как осушитель и постепенно поглощать воду из воздуха. Через некоторое время он станет светло-голубым, а затем – синим. Это значит, что состав его кристаллов вновь CuSO 4 *5H 2 O. Этот вариант является самым простым, однако у него есть один минус: развитие эксперимента таким образом может занять несколько суток.
Во-вторых, можно ускорить процесс. Удобнее всего снова воспользоваться чашкой Петри, но уже обеими её частями. В чашку высыпьте весь (или часть) белый сульфат меди. Рядом, на дно чашки, добавьте пару капель воды. Следите, чтобы вода не попала на сульфат (иначе это было бы слишком просто!). Теперь накройте чашку Петри её крышкой. Через несколько часов сульфат снова посинеет. В этот раз превращение занимает меньше времени, так как мы фактически создали «камеру» с избытком паров воды внутри.
Третий способ – по каплям добавить воду прямо в белый сульфат меди. И снова наиболее удобно использовать чашку Петри, хотя можно взять и обычный одноразовый пластиковый стаканчик из Стартового набора. Не добавляйте слишком много воды – ваша задача не растворить сульфат меди, а насытить его влагой!
Наконец, четвёртый вариант – растворить полученный безводный сульфат меди. Сделайте это в одноразовом пластиковом стаканчике. Вы получите голубой раствор. Кстати, если дать воде из этого раствора медленно испариться (при комнатной температуре), в стаканчике образуются синие кристаллы CuSO 4 *5H 2 O.
Итак, есть много способов вернуть синюю окраску кристаллам сульфата меди. Самое главное, что эта реакция обратима , а значит, можно повторять опыт снова и снова, меняя способы получения синего кристаллогидрата сульфата меди.
Важно помнить, что не следует проводить развитие эксперимента в алюминиевой формочке. Чтобы узнать почему, читайте ответ на вопрос «Что произошло? – Можно ли вернуть синий цвет?».
Что такое кристаллогидраты и почему они образуются?
Многие соли, то есть соединения, состоящие из положительно заряженных ионов металлов и самых разных отрицательно заряженных ионов, могут образовывать с водой особые аддукты (от англ. to add – складывать)– гидраты или кристаллогидраты. По сути аддукт – это сложенные вместе части. Многие соединения называют так, либо для простоты и удобства, либо чтобы показать, что они состоят из пары составных частей.
В данном случае рассматриваемые аддукты отличаются от обычных солей тем, что в их состав входит вода. Такую воду называют ещё кристаллизационной . И действительно, она ведь входит в состав кристалла! Обычно такое случается при кристаллизации солей из водных растворов. Но почему же вода остаётся в составе кристалла?
На это есть две основные причины. Как известно, хорошо растворимые в воде соединения (а это как раз многие соли) в ней диссоциируют, то есть распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы. Так вот, первая причина заключается том, что эти ионы находятся в особом окружении, состоящем из молекул воды. Когда происходит концентрирование раствора (в нашем случае, когда вода постепенно испаряется), эти ионы собираются вместе и образуют кристалл. При этом зачастую они в некоторой степени сохраняют своё окружение, фактически забирая с собой в кристалл молекулы воды.
Однако не все соли склонны образовывать гидраты. Например, хлорид натрия NaCl всегда кристаллизуется без воды в своём составе, хотя в растворе каждый ион находится в окружении пяти-шести молекул H 2 O. Поэтому необходимо упомянуть и вторую причину. Подобно людям, каждый ион ищет себе местечко поуютнее. Оказывается, в некоторых случаях этот «комфорт» намного лучше обеспечивается именно молекулами воды, а не ионами-«антиподами» (как в случае с Na + и Cl -). То есть связи ионов с молекулами воды оказываются прочнее. Такое свойство больше характерно для положительно заряженных ионов, и в большинстве кристаллогидратов вода находится именно в их окружении. Это становится возможным благодаря электростатическому притяжению (притяжение между «+» и «–») между ионами и молекулой воды, в которой на атоме кислорода есть небольшой отрицательный заряд, а около атомов водорода – положительный.
Все кристаллогидраты разлагаются при нагревании. При температурах выше 100 o C вода существует в виде пара. Именно при таких условиях молекулы воды склонны покидать кристаллогидрат.
