CuSO4 là gì? Tính chất, điều chế và ứng dụng của CuSO4

CuSO₄ là gì?

CuSO₄ là công thức hóa học của đồng sunfat, một hợp chất của đồng. Ngoài tên gọi này, CuSO₄ còn được gọi dưới một số cái tên khác như xanh đồng, xanh vitriol, đá xanh, salzburg vitriol hoặc roman vitriol.

CuSO₄ là gì

Đồng sunfat có 2 dạng là CuSO₄ khan và CuSO₄ngậm nước:

CuSO₄ khan: CuSO₄ khan tồn tại ở dạng bột có màu trắng và không có sẵn trong tự nhiên. Khi hút hơi ẩm từ không khí, CuSO4 có thể tạo thành hydrat CuSO4.5H2O.

CuSO₄ ngậm nước :CuSO₄ ngậm nước có công thức chung là CuSO4.nH2O và nó có màu xanh đặc trưng. Trong đó CuSO4.3H2O (ngậm 3 nước) và CuSO4.5H2O (ngậm 5 nước) là 2 dạng phổ biến.

Trong thực tế, CuSO₄ được ứng dụng rất nhiều, đặc biệt là dùng để làm nguyên liệu sản xuất nhiều loại muối đồng khác. Ngoài ra, nó còn được sử dụng khá phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất phân bón hoặc dùng trong nhà máy xử lý nước dưới dạng algaecide.

Các tính chất đặc trưng của CuSO₄

Sau khi đã hiểu sơ qua về CuSO₄ là gì, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu các tính chất lý hóa đặc trưng của hợp chất này. Cụ thể thì đồng sunfat sẽ có những tính chất như sau:

Tính chất vật lý của CuSO4

- CuSO₄ khan: Tồn tại ở dạng bột trắng và khi tan trong nước, nó sẽ chuyển thành dung dịch màu xanh. CuSO4 có cấu trúc trực giao với khối lượng riêng là 3,603 g/cm3 và khối lượng mol là 159,6096 g/mol. Ở dạng này, CuSO₄ không tan trong ethanol nhưng tan trong nước.

- CuSO₄dạng ngậm nước:

• CuSO₄.5H₂O: Tinh thể màu xanh lam có cấu trúc 3 trục với khối lượng riêng là 2,284 g/cm³ và khối lượng mol là 213,65544 g/mol. CuSO₄.5H₂O tan trong methanol nhưng không tan trong ethanol
• CuSO₄.7H₂O: Tinh thể màu xanh dương với khối lượng riêng là 1,944 g/cm³ và khối lượng mol là 285,71656 g/mol.

Tính chất hóa học của CuSO4

Tính chất của đồng sunfat

Tính chất của đồng sunfat

- Là một chất điện li mạnh nên CuSO4 sẽ phân li hoàn toàn khi tan trong nước.

CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2-

- Không làm đổi màu quỳ tím

- Tác dụng với natri hidroxit để tạo ra đồng hidroxit và natri sunfat.

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

- Tác dụng với các kim loại đứng trước Cu trong bảng tuần hoàn hóa học và tạo ra sản phẩm là đồng và muối sunfat.

CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

CuSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Cu

CuSO₄+ Mg → MgSO₄ + Cu

- Phản ứng với nước và tạo ra dung dịch đồng ngậm nước có màu xanh. Đây cũng là cách để phát hiện ra các vết nước trong chất lỏng.

CuSO₄ + 5H₂O → CuSO₄.5H₂O

- Phản ứng với muối tạo ra 2 muối mới.

MgCl₂ + CuSO₄ → CuCl₂ + MgSO₄

- Phản ứng với dung dịch ammonia tạo thành đồng hidroxit và muối amoni sunfat.

CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄

- Các ion Cu²⁺ trong CuSO₄.nH₂O có thể phản ứng với ion Cl^- của HCl đậm đặc để tạo ra tetrachlorocuprate (II).

Cu²⁺ + 4Cl^- → CuCl₄^2-

- CuSO4.nH2O bị nhiệt phân

CuSO₄.5H₂O → CuSO₄.3H₂O → CuSO₄.H₂O → CuSO₄

Cách điều chế CuSO₄

Cách điều chế CuSO₄

Để điều chế CuSO₄, chúng ta có thể áp dụng một trong những cách sau đây:

- Trong công nghiệp, CuSO₄ chủ yếu được sản xuất bằng nguồn nguyên liệu tái chế. Người ta sẽ tiến hành tinh chế phế liệu với kim loại nóng chảy, sau đó đổ vào nước để tạo ra những mảnh xốp có hình cầu nhỏ. Khi hòa tan hỗn hợp này trong dung dịch H₂SO₄ loãng, CuSO₄ sẽ được tạo ra.

- Đốt nóng phế liệu với lưu huỳnh để tạo ra đồng sunfua, sau đó oxy hóa hỗn hợp này để tạo nên đồng sunfat.

- Đun nóng quặng đồng sunfua để tạo thành đồng oxit, sau đó dùng axit sunfuric để xử lý sẽ thu được đồng sunfat.

- Lọc chậm quặng cấp thấp trong không khí kết hợp dùng thêm vi khuẩn để rút ngắn quá trình tạo ra dung dịch CuSO₄.

CuSO₄ có tác dụng gì trong công nghiệp và đời sống

Như đã nói ngay từ đầu, CuSO₄ được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp. Ngoài tác dụng này, CuSO4 còn có rất nhiều tác dụng khác nữa. Cụ thể là:

Trong lĩnh vực xử lý nước

- Trong xử lý nước hồ bơi

Đồng sunfat khan được hòa vào nước để tạo ra CuSO₄.5H₂O có chứa Cu²⁺. Cu²⁺ sẽ ức chế quá trình quang hợp, ngăn không cho rêu tảo phát triển, từ đó giúp diệt tảo hiệu quả. Khi rải đồng sunfat vào nước, bạn chỉ cần khởi động hệ thống lọc và chế độ đảo nước từ 1 - 3 tiếng theo tỉ lệ là 100-400g/100m³ nước. Tuy nhiên, lượng dung dịch này có thể thay đổi tùy thuộc vào mật độ tảo bám trên bể bơi.

Sau khi đồng sunphat đã phủ lên khắp bể thì tắt hệ thống lọc và dùng hóa chất PAC 31% làm sạch nước. Bạn nên chờ khoảng 6 – 12 tiếng, tốt nhất là để qua đêm đê PAC phát huy tối đa hiệu quả. Sáng hôm sau, bạn chỉ cần dọn sạch các chất bẩn ra khỏi bể là xong.

- Trong nuôi trồng thủy sản

CuSO₄ dùng để xử lý nước nuôi trồng thủy sản

CuSO₄ được sử dụng để điều trị các bệnh về nấm mốc, trắng mang, đỏ mang hoặc lở loét do ký sinh trùng ở các loài thủy sản. Bạn chỉ cần pha hóa chất theo liều lượng là khoảng 0,3 g/m³, sau đó treo ở đầu bè mỗi ngày 1 lần và thực hiện trong 3 ngày liên tục, cá và tôm sẽ khỏi bệnh.

Ngoài tác dụng điều trị bệnh cho thủy sản, CuSO₄ còn được dùng để diệt ốc, hến.

Trong sản xuất nông nghiệp

CuSO₄.5H₂O được ứng dụng trong nông nghiệp với vai trò là:

• Là nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất phân bón, giúp cây trồng nâng cao khả năng chống chọi lại với sâu bệnh hại và tăng cường sức đề kháng. Ngoài ra, phân bón được sản xuất từ đồng sunfat còn giúp bổ sung vi lượng Cu cho cây trồng.
• Sản xuất ra các loại thuốc kháng nấm, thuốc diệt cỏ, diệt sâu bệnh hại.
• Đồng sunphat tác động đến quá trình tổng hợp các chất đường bột, đạm, enzim, chất béo.
• Bổ sung đồng vào thức ăn giúp vật nuôi phát triển.

Trong sản xuất công nghiệp

- CuSO₄ được dùng để điều chế chất xúc tác trong khai thác và chế biến dầu khí.

- Dùng làm chất tạo màu trong in ấn, sản xuất pháo hoa, đồ gốm, làm kính.

- Là thành phần quan trọng trong sản xuất sơn, giúp sơn có khả năng chống bám bẩn.

- Là nguyên liệu để sản xuất thuốc nhuộm nhằm tăng độ bền cho vải nhuộm.

- Dùng làm chất tạo màu và bảo quản thực phẩm, giúp làm tăng thời gian sử dụng và duy trì màu sắc tự nhiên cho các loại rau, củ, quả.

Trong phòng thí nghiệm

CuSO₄ được dùng trong phòng thí nghiệm

- CuSO₄ được dùng để kiểm tra các loại đường làm giảm đồng sunfat màu xanh hòa tan (II) thành loại đồng đỏ oxit không hòa tan (I) trong dung dịch Fehling và Benedict.

- Ion Cu²⁺ có trong hợp chất sẽ phát ra ánh sáng màu xanh đậm hơn so với khi kiểm tra ngọn lửa cho barium.

- Giúp nhận biết tình trạng máu: Nhỏ 1 chút máu cần kiểm tra vào dung dịch đồng sunfat. Máu chứa đủ hemoglobin sẽ nhanh chóng chìm xuống, còn máu không đủ hemoglobin sẽ không chìm hoặc chìm từ từ. 

Trong y học

- CuSO₄ là chất diệt khuẩn, giúp kiểm soát lượng bilharzia ở các nước nhiệt đới và là chất diệt khuẩn.

- Giúp khử trùng, chống nấm mốc, diệt ấu trùng muỗi,...

- Là chất xúc tác dùng trong ngành công nghiệp dược phẩm.

Trong lĩnh vực xây dựng

- CuSO₄ là thành phần của bê tông.

- Giúp bảo quản gỗ và tạo ra các chất bảo quản gỗ khác.

- Ngăn ngừa sự phát triển của rễ cây trong các hệ thống cống rãnh, ống dẫn nước,…

Đồng sunfat có độc không?

Về cơ bản, đồng sunfat không độc nhưng khi cho nó tác dụng với các chất khác, nó có thể tạo ra các hợp chất độc hại. Chính vì vậy mà chúng ta cần hết sức thận trọng khi sử dụng hóa chất này, tránh để dư thừa hóa chất

Bên cạnh đó, khi sử dụng CuSO₄, các bạn cần phải lưu ý những vấn đề sau:

- Trang bị đồ bảo hộ lao động khi tiếp xúc với CuSO₄, tránh để hóa chất bắn lên cơ thể. Nếu không may bị bắn lên người, cần dùng nước rửa sạch rồi đi đến cơ sở y tế gần nhất để kiểm tra, điều trị tiếp.

- Bảo quản CuSO₄ ở nơi khô ráo, tránh nơi có nhiệt độ cao, tránh ánh nắng trực và không để chung với hóa chất khác

- Thùng bảo quản hóa chất cần phải đậy kín và khi lấy hóa chất thì cần lấy ở nơi kín gió.

Với những thông tin mà Đông Á vừa chia sẻ ở trên, các bạn chắc hẳn đã hiểu được CuSO₄ là gì và những ứng dụng của nó trong thực tế. Cảm ơn sự quan tâm của các bạn với bài viết này và chúng tôi rất mong rằng Hóa chất Đông Á vẫn sẽ tiếp tục nhận được sự quan tâm đó trong thời gian tới.