Сині кристали сульфату міді при нагріванні стають білими.

Складність:

Небезпека:

Зробіть цей експеримент вдома

Реагенти

Безпека

• Перед початком досвіду одягніть захисні рукавички та окуляри.
• Проводьте експеримент на таці.
• Під час проведення досвіду тримайте поблизу ємність із водою.
• Помістіть пальник на пробкову підставку. Не торкайтеся пальника відразу після завершення досвіду – зачекайте, поки він охолоне.

Загальні правила безпеки

• Не допускайте потрапляння хімічних реагентів у рот або очі.
• Не допускайте до місця проведення експериментів людей без захисних окулярів, маленьких дітей і тварин.
• Зберігайте експериментальний набір у місці, недоступному для дітей віком до 12 років.
• Помийте або очистіть обладнання та обладнання після використання.
• Переконайтеся, що всі контейнери з реагентами щільно закриті та зберігаються за правилами після використання.
• Переконайтеся, що всі одноразові контейнери правильно утилізовані.
• Використовуйте лише обладнання та реактиви, які постачаються в наборі або рекомендовані поточними інструкціями.
• Якщо ви використовували контейнер для їжі або посуд для експериментів, негайно викиньте їх. Вони більше не придатні для зберігання їжі.

Інформація про першу допомогу

• У разі потрапляння реагентів у вічі ретельно промийте очі водою, за необхідності тримаючи око відкритим. Негайно зверніться до лікаря.
• У разі ковтання промийте рот водою, випийте трохи чистої води. Не викликайте блювання. Негайно зверніться до лікаря.
• У разі вдихання реагентів виведіть потерпілого на свіже повітря.
• У разі контакту зі шкірою або опіками промивайте пошкоджену зону великою кількістю води протягом 10 хвилин або довше.
• У разі сумніву негайно зверніться до лікаря. Візьміть із собою хімічний реагент та контейнер від нього.
• У разі травм завжди звертайтеся до лікаря.

• Неправильне використання хімічних реагентів може спричинити травму та завдати шкоди здоров'ю. Проводьте лише вказані в інструкції експерименти.
• Даний набір дослідів призначений тільки для дітей віком від 12 років і старше.
• Здібності дітей істотно різняться навіть усередині вікової групи. Тому батьки, які проводять експерименти разом з дітьми, повинні на власний розсуд вирішити, які досліди підходять для їхніх дітей та будуть безпечні для них.
• Батьки повинні обговорити правила безпеки з дитиною чи дітьми перед початком експериментів. Особливу увагу слід приділити безпечному поводженню з кислотами, лугами та горючими рідинами.
• Перед початком експериментів очистіть місце проведення дослідів від предметів, які можуть перешкодити. Слід уникати зберігання харчових продуктів поруч із місцем проведення дослідів. Місце проведення дослідів має добре вентилюватися та знаходитися близько до водопровідного крана або іншого джерела води. Для проведення експериментів знадобиться стійкий стіл.
• Речовини в одноразовій упаковці повинні бути використані повністю або утилізовані після одного експерименту, тобто. після відкриття упаковки.

Поширені запитання

Сині кристали не біліють. Що робити?

Пройшло 10 - 15 хвилин, але кристали сульфату міді CuSO 4 не біліють? Схоже, щось не так з нагріванням форми. Перевірте, чи свічка горить. Не забудьте, що формочка повинна стояти по центру полум'ясасекателя, а свічка - по центру пальника.

Не забрудніться!

Будьте уважні: полум'я свічки досить сильно коптить дно форми. Воно швидко стає чорним, і про нього легко забруднитись.

Чи не заливайте водою!

Не заливайте алюмінієву форму з сульфатом міді водою! Це може призвести до перебігу бурхливих процесів: алюміній відновлюватиметься, виділяючи газ водень. Докладніше про цю реакцію ви можете дізнатись у науковому описі експерименту (розділ «Що сталося»).

Інші експерименти

Покрокова інструкція

1. Помістіть три свічки в пальник для сухого пального та запаліть їх. Накрийте пальник пламерасекателем, а зверху - фольгою.
2. Поставте на фольгу алюмінієву форму. Висипте в неї одну велику ложку кристалогідрату сульфату міді CuSO 4 ·5H 2 O.
3. Слідкуйте за зміною кольору кристалів: через 5 хвилин сині кристали стануть блакитними, а ще через 10 – білими.

Очікуваний результат

При нагріванні вода, що входить до складу сульфату гідрату міді, залишає кристали і випаровується. В результаті виходить безводний сульфат міді білого кольору.

Утилізація

Утилізуйте тверді відходи експерименту разом із побутовим сміттям.

Що сталося

Чому змінюється колір сульфату міді?

Будь-яка зміна забарвлення говорить нам про те, що будова речовини змінилася, адже саме вона відповідає за саму присутність кольору. З формули вихідного сульфату міді CuSO 4 5H 2 O видно, що, крім самого сульфату CuSO 4 у складі цієї синьої кристалічної речовини є ще й вода. Такі тверді речовини, у яких є молекули води, називають щегідратами*.

Вода особливим чином пов'язана із сульфатом міді. Коли ми нагріваємо цей гідрат, вода видаляється з нього майже як з чайника з киплячою водою. При цьому руйнуються зв'язки молекул води із сульфатом міді. Це і проявляється у зміні забарвлення.

Дізнатися більше

Почнемо з того, що молекули води є полярними, тобто неоднорідними з погляду розподілу зарядів. Як це розуміти? Річ у тім, що з одного боку молекули є невеликий надлишок позитивного заряду, з другого – негативного. Ці заряди в сумі дають нуль – адже молекули зазвичай не заряджені. Але це заважає деяким їх частинам нести у собі позитивний і негативний заряди.

Порівняно з воднем атоми кисню краще притягує до себе негативно заряджені електрони. Тому з його боку в молекулі води концентрується негативний заряд, з другого боку – позитивний заряд. Такий нерівномірний розподіл зарядів робить її молекулою. диполями(Від грец. Dis - Два, Polos - полюс). Ця «дволикість» води дозволяє їй легко розчиняти такі сполуки, як NaCl або CuSO 4 , адже вони складаються з іонів (позитивно чи негативно заряджених частинок). Молекули води можуть взаємодіяти з ними, повертаючись до позитивно заряджених іонів своєю негативно зарядженою стороною (тобто атомом кисню), а до негативно заряджених іонів – позитивно зарядженою стороною (тобто атомами водню). І всі частинки почуваються дуже комфортно одна з одною. Саме тому з'єднання, які складаються з іонів, зазвичай добре розчиняються у воді.

Цікаво, що при кристалізації багатьох сполук водних розчинів така взаємодія частково зберігається і в кристалі, в результаті чого утворюється гідрат. Іони міді, як бачимо з усіх дослідів даного набору, сильно змінюють своє забарвлення залежно від цього, якими частинками вони оточені.

І розчин сульфату міді, і гідрат CuSO 4 *5H 2 O мають приблизно однаковий насичений синій колір, що може говорити нам про те, що іони міді в обох випадках знаходяться в однаковому або, принаймні, схожому оточенні.

І справді, в розчині іони міді оточені шістьма молекулами води, тоді як у гідраті іони Cu 2+ оточені чотирма молекулами води та двома сульфат-іонами. Ще одна молекула води (адже йдеться про пентагідрат) залишається пов'язаною з сульфат-іонами та іншими молекулами води, що багато в чому нагадує її поведінку в насиченому (тобто максимально концентрованому) розчині сульфату міді.

Коли нагріваємо гідрат, перед молекулами води постає вибір. З одного боку, є чудові іони міді – цілком приємні та симпатичні сусіди. Та й сульфат-іони теж дуже пристойна компанія. З іншого боку, яка молекула води не мріє про вільний політ та пізнання невідомих далі? Коли температура підвищується, ситуація в гідраті розжарюється, і компанія бачиться вже не настільки пристойною, як хотілося б молекулам води. Та й енергії у них побільшає. А тому за найближчої можливості вони залишають сульфат міді, який справді перетворився на справжнє пекло.

Коли вся вода з гідрату випаровується, в оточенні іонів міді залишаються лише сульфат-іони. Це призводить до того, що забарвлення речовини переходить із синього в біле.

Чи можна повернути синій колір?

Так можна. У навколишньому повітрі досить багато води в пароподібному стані. Та й ми самі видихаємо пари води – згадайте, як пітніє скло, якщо на нього подихати.

Якщо температура сульфату міді знову стала кімнатною, вода може осідати на ньому майже так само, як на склі. При цьому вона знову особливим чином зв'язуватиметься з сульфатом міді і поступово повертатиме йому синій колір.

Можна прискорити цей процес. Якщо помістити висушений сульфат міді разом зі склянкою води в одну закриту ємність, вода «перескакуватиме» до сульфату міді зі склянки, переходячи повітрям у вигляді пари. Слід, однак, попередити, що для цього досвіду необхідно перемістити сульфат міді з алюмінієвого посуду в скляний, оскільки вологий сульфат міді активно взаємодіятиме з металевим алюмінієм:

3CuSO 4 + 2Al → Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu

Сама собою ця реакція не сильно зіпсує картину. Однак вона зруйнує захисну оболонку Al2O3 навколо алюмінію. Останній, у свою чергу, бурхливо реагує з водою:

Al + 6H 2 O → Al(OH) 3 +3H 2

Чому частина сульфату може почорніти?

Якщо перестаратися з нагріванням, ми можемо виявити ще один перехід забарвлення: білий сульфат міді темніє.

У цьому немає нічого дивного: ми бачимо початок термічного розкладання (розпаду на частини під впливом температури) сульфату міді:

2CuSO 4 → 2CuO + 2SO 2 + O 2

При цьому утворюється оксид міді CuO чорного кольору.

Дізнатися більше

У хімії діє загальне правило: якщо атоми, які входять до складу твердої речовини, можуть утворювати газоподібні продукти, то при нагріванні майже напевно відбудеться його розкладання з утворенням цих газів.

Наприклад, атоми сірки S та кисню O, що входять до складу сульфату міді, можуть утворювати газоподібні оксид сірки SO 2 та молекулярний кисень O 2 . А тепер повернемося до рівняння реакції термічного розкладання сульфату міді: 2CuSO 4 → 2CuO + 2SO 2 + O 2

Як бачимо, саме ці гази і виділяються, якщо сульфат міді добре погріти.

Розвиток експерименту

Як змусити сульфат міді стати синім?

Насправді це дуже просто! Є кілька варіантів дій.

По-перше, ви можете просто пересипати зневоднений сульфат у пластикову ємність (наприклад, чашку Петрі) та залишити її на відкритому повітрі. Сульфат працюватиме як осушувач і поступово поглинатиме воду з повітря. Через деякий час він стане світло-блакитним, а потім синім. Це означає, що його кристалів знову CuSO 4 *5H 2 O. Цей варіант є найпростішим, однак у нього є один мінус: розвиток експерименту таким чином може зайняти кілька діб.

По-друге, можна прискорити процес. Найзручніше знову скористатися чашкою Петрі, але вже обома її частинами. У чашку висипте весь (або частину) білий сульфат міді. Поруч на дно чашки додайте пару крапель води. Слідкуйте, щоб вода не потрапила на сульфат (інакше це було б надто просто!). Тепер накрийте чашку Петрі кришкою. Через кілька годин сульфат знову синіє. На цей раз перетворення займає менше часу, тому що ми фактично створили «камеру» з надлишком пар води всередині.

Третій спосіб - по краплях додати воду прямо в білий сульфат міді. І знову найзручніше використовувати чашку Петрі, хоча можна взяти і звичайний одноразовий пластиковий стаканчик зі Стартового набору. Не додавайте надто багато води – ваше завдання не розчинити сульфат міді, а наситити його вологою!

Нарешті, четвертий варіант – розчинити отриманий безводний сульфат міді. Зробіть це в одноразовому пластиковому стаканчику. Ви отримаєте блакитний розчин. До речі, якщо дати воді з цього розчину повільно випаруватись (при кімнатній температурі), у склянці утворюються сині кристали CuSO 4 *5H 2 O.

Отже, є багато способів повернути синє забарвлення кристалам сульфату міді. Найголовніше, що ця реакція оборотна, Отже, можна повторювати досвід знову і знову, змінюючи способи отримання синього кристалогідрату сульфату міді.

Важливо пам'ятати, що не слід проводити розвиток експерименту в алюмінієвій формі. Щоб дізнатися, чому, читайте відповідь на запитання «Що сталося? – Чи можна повернути синій колір?

Що таке кристалогідрати і чому вони утворюються?

Багато солі, тобто сполуки, що складаються з позитивно заряджених іонів металів і різних негативно заряджених іонів, можуть утворювати з водою особливі аддукти(Від англ. To Add - складати) - гідрати або кристалогідрати. Насправді аддукт – це складені разом частини. Багато сполук називають так, або для простоти та зручності, або щоб показати, що вони складаються з пари складових частин.

В даному випадку розглянуті аддукти відрізняються від звичайних солей тим, що до їх складу входить вода. Таку воду називають ще кристалізаційної. Адже вона входить до складу кристала! Зазвичай таке трапляється при кристалізації солей із водних розчинів. Але чому вода залишається у складі кристала?

Для цього є дві основні причини. Як відомо, добре розчинні у воді сполуки (а це якраз багато солі) у ній дисоціюють, тобто розпадаються на позитивно та негативно заряджені іони. Отже, перша причина полягає в тому, що ці іони знаходяться в особливому оточенні, що складається з молекул води. Коли відбувається концентрування розчину (у разі, коли вода поступово випаровується), ці іони збираються разом і утворюють кристал. При цьому часто вони певною мірою зберігають своє оточення, фактично забираючи з собою кристал молекули води.

Однак не всі солі схильні утворювати гідрати. Наприклад, хлорид натрію NaCl завжди кристалізується без води у своєму складі, хоча в розчині кожен іон знаходиться в оточенні п'яти-шести молекул H 2 O. Тому необхідно згадати і другу причину. Подібно до людей, кожен іон шукає собі місце затишніше. Виявляється, у деяких випадках цей «комфорт» набагато краще забезпечується саме молекулами води, а не іонами-«антиподами» (як у випадку з Na+ та Cl-). Тобто зв'язки іонів з молекулами води виявляються міцнішими. Така властивість більш характерна для позитивно заряджених іонів, і в більшості кристалогідратів вода знаходиться саме в їхньому оточенні. Це стає можливим завдяки електростатичному тяжінню (тяжіння між «+» та «–») між іонами та молекулою води, в якій на атомі кисню є невеликий негативний заряд, а біля атомів водню – позитивний.

Всі кристалогідрати розкладаються при нагріванні. При температурах вище 100 o C вода існує як пара. Саме за таких умов молекули води схильні залишати кристалогідрат.

Тобто структуру даної речовини входять ще й молекули води. Він має ті основні властивості, які характерні для звичайного купрум сульфату. Слід сказати, що це сіль, тому для неї характерна хімічна поведінка, якою відрізняються багато інших речовин цієї групи.

Фізичні властивості

Мідний купорос є твердою кристалічною речовиною синього кольору. Воно розчинне у воді. На одну молекулу сульфату купруму у структурі речовини припадає п'ять молекул води. Безводний же він не має будь-якого кольору. У природі його можна зустріти як деяких мінералів, таких як халькантит. Цей камінь мало кому відомий і рідко використовується.

Хімічні властивості сульфату міді (мідного купоросу)

Як і будь-який інший сульфат, мідний може розкладатись під впливом високих температур. При такого роду реакції утворюється оксид купруму, діоксид сірки та кисень. Також сульфат міді, як інші солі, може бути учасником реакції заміщення. При такій взаємодії більш активний метал, який стоїть лівіше купруму в електрохімічному ряду активності, витісняє атом міді зі з'єднання і займає його місце. Наприклад, додавши натрій до аналізованої речовини, можна отримати сульфат натрію та мідь, яка випаде в осад. Крім того, дана речовина здатна реагувати з основними та кислотними гідроксидами, а також з іншими солями. Для прикладу можна навести реакцію купрум сульфату з гідроксидом кальцію - основою. В результаті цієї взаємодії виділяється гідроксид міді та сульфат кальцію. Як приклад реакції цієї солі з кислотою можна взяти взаємодію її з фосфорною, в результаті якого утворюється фосфат міді та сульфатна кислота. При змішуванні сульфату міді із розчином іншої солі відбувається реакція обміну. Тобто, якщо додати до нього, наприклад, хлорид барію, то можна отримати хлорид міді та сульфат барію, що випадає в осад (якщо один із продуктів не є осадом, газом або водою, реакція не зможе здійснитися).

Одержання цієї речовини

Мідний купорос можна отримати за допомогою двох основних способів. Перший - це взаємодія гідроксиду міді з концентрованою сульфатною кислотою. При цьому виділяється також значна кількість води, частина якої йде на гідратацію. Другий метод отримання цієї речовини - взаємодія концентрованої сірчаної кислоти безпосередньо з міддю. Така реакція може здійснитися тільки за специфічних умов у вигляді підвищеної температури. Також можливо здійснити реакцію між оксидом міді та сульфатною кислотою, в результаті якої також утворюється потрібна речовина та вода. Крім того, мідний купорос одержують за допомогою випалу сульфітів міді.

Застосування мідного купоросу

Ця речовина знайшла своє основне застосування в садівницькій сфері - вона використовується для захисту рослин від хвороб та шкідників завдяки своїм антисептичним та дезінфікуючим засобам. Також дана речовина широко застосовується в сільському господарстві, оскільки за її допомогою можна підвищити морозостійкість та імунітет рослин до грибків. Крім того, мідний купорос використовують у металургії, а також у будівництві. Їм просочують деревину для надання їй вогнетривких властивостей. У харчовій промисловості його часто використовують як консервант. Крім усього перерахованого вище, мідний купорос застосовують для виготовлення фарб, для проведення якісних реакцій на катіони цинку, марганцю та магнію.

Кристали з мідного купоросу

Цікавим та захоплюючим для дітей заняттям є вирощування кристалів із різноманітних речовин. Сировиною для такого цікавого експерименту може бути багато різних сполук, у тому числі кухонна сіль, а також мідний купорос. Властивості даної речовини дозволяють виростити з порошку, купленого в будь-якому магазині для садівників, великий кристал. Для цього не потрібно буде докладати надто багато зусиль. Щоб виростити кристал мідного купоросу, потрібно взяти будь-яку ємність. У неї слід налити воду і засипати сам порошок, при цьому нагріваючи рідину, щоб сприяти швидше розчиненню в ній речовини. Додавати мідний купорос потрібно, поки можливе його розчинення у воді. Таким чином, ми отримуємо дуже насичений розчин. Потім можна залишити його так, просто накривши чимось, а можна закріпити на кришці з внутрішньої сторони нитку з підвішеним на ній намистом або гудзиком, щоб вона рівно висіла - таким чином кристали будуть рости на нитці, а не на дні ємності. Потрібно стежити, щоб її не пересували з місця на місце, інакше нічого не вийде. Щодня або раз на кілька днів потрібно потроху додавати в розчин мідний купорос для підтримки високої насиченості, щоб кристали знову не почали розчинятися у воді. Приблизно після двох тижнів подібних маніпуляцій, якщо все зробити правильно, можна отримати досить великий кристал.

Мідний купорос. Якісні реакції, які проводяться за його допомогою

За допомогою цієї речовини можна визначити наявність катіонів цинку. Якщо додати в розчин мідний купорос, і при цьому випаде каламутний осад, значить там містяться сполуки цинку. Також за допомогою цієї речовини можна визначити наявність катіонів магнію. У цьому випадку у розчині також випаде осад.

Як визначити, що у розчині є мідний купорос?

Найпоширенішою якісною реакцією, яку можна провести в домашніх умовах, є взаємодія розчину із залізом. Можна взяти будь-який залізний виріб. Якщо, опустивши його на деякий час у розчин, ви побачите на ньому червонуватий наліт, отже, мідний купорос є. Даний наліт є мідь, яка осіла на залізному виробі. Сульфат заліза, який також виділяється внаслідок даної реакції заміщення, йде у тестований розчин. Ще одним, менш доступним варіантом для визначення наявності даної речовини в розчині є реакція з будь-якою розчинною сіллю барію. При цьому сульфат барію випаде в осад. Також можна провести тест за допомогою будь-якого алюмінієвого виробу за тим же принципом, що перша описана реакція. У цьому випадку також повинен утворитися наліт червоного кольору, який свідчить про заміщення атомами алюмінію атомів купруму та утворення сульфату алюмінію та чистої міді.

Висновок

Якщо коротко підбити підсумок усьому написаному вище, можна сказати, що мідний купорос є дуже поширеною і всім відомим речовиною, яке застосовується у багатьох сферах людського життя. Він може знаходити своє застосування як у різноманітних галузях промисловості, так і в домашніх умовах: у розважальних цілях або догляду за рослинами. Також ця речовина користується популярністю у тих людей, хто розводить рибок, - вона захищає акваріум від забруднення мікроводорістю. Сульфат купруму легко отримати у лабораторних умовах. Він має невисоку собівартість, внаслідок чого він і отримав таке широке поширення і застосовується в різних цілях.

Мідь належить до групи семи металів, які відомі людині з давніх-давен. Сьогодні не лише мідь, а й її сполуки широко використовуються у різних галузях промисловості, сільському господарстві, побуті та медицині.

Найважливіша сіль міді – сульфат міді. Формула цієї речовини – CuSO4. Воно є сильним електролітом і являє собою білі дрібні кристали, що добре розчиняються у воді, без смаку та запаху. Речовина негорюча і є пожежобезпечною, при її вживанні повністю виключена можливість самозаймання. Сульфат міді при дії навіть найменшої кількості вологи з повітря набуває характерного синього кольору з яскравим блакитом. У цьому випадку відбувається перетворення сульфату міді на блакитний пентагідрат CuSO4 · 5H2O, відомий під назвою мідний купорос.

У промисловості сульфат міді можна одержати кількома способами. Один з них, найбільш поширений, - це розчинення відходів міді в розведеній лабораторних умовах за допомогою реакції нейтралізації сірчаною кислотою отримують сульфат міді. Формула процесу наступна: Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + H2O.

Властивість сульфату міді змінювати колір використовується для виявлення вологи в органічних рідинах. З його допомогою в лабораторних умовах виробляють зневоднення етанолу та інших речовин.

Широко застосовується у галузях сільського господарства мідний купорос чи інакше сульфат міді. Застосування його, перш за все, полягає у використанні слабкого розчину для оббризкування рослин та протруювання злаків перед посівом з метою знищення шкідливих суперечок грибків. На основі сульфату міді виготовляються всім відомі бордоська рідина та вапняне молоко, що реалізуються через торгові точки та призначені для лікування рослин від грибкових захворювань та знищення виноградної попелиці.

У будівництві часто застосовується сульфат міді. Застосування його у цій сфері полягає у нейтралізації протікання, ліквідації іржавих плям. Також речовина використовується для зняття солей із цегляних, бетонних або проштукатурених поверхонь. Крім цього, їм як антисептик обробляють деревину, щоб уникнути процесів гниття.

В офіційній медицині сульфат міді – це лікарський засіб. Його призначають лікарі для зовнішнього застосування як очні краплі, розчини для промивань і спринцювання, а також для лікування опіків, отриманих фосфором. Як внутрішній засіб, його застосовують для подразнення шлунка, щоб викликати блювання у разі потреби.

Крім цього, із мідного купоросу виготовляють мінеральні фарби, його застосовують у прядильних розчинах для виготовлення.

У харчовій промисловості сульфат міді зареєстрований як харчова добавка E519, яка використовується як фіксатор забарвлення та консерванту.

При продажу сульфату міді у роздрібній мережі його маркують як високонебезпечну речовину. При попаданні в систему травлення людини в кількості від 8 до 30 грам він може призвести до смерті. Тому при використанні сульфату міді у побуті слід бути дуже обережним. При попаданні речовини на шкіру або очі необхідно ретельно промити це місце прохолодною проточною водою. При попаданні в шлунок необхідно зробити промивання слабким випити сольовий проносний та сечогінний засіб.

При роботі з сульфатом міді у побуті використовуйте гумові рукавички та інші захисні засоби, у тому числі респіратор. Забороняється застосовувати для приготування розчинів харчовий посуд. Після закінчення робіт обов'язково потрібно вимити руки та обличчя, а також прополоскати рот.

Вступ

Багато живих організмів здатні завдавати серйозних збитків людині, свійським тваринам, рослинам, а також руйнувати неметалеві, металеві матеріали та вироби з них.

З численних методів захисту рослин найбільше значення має хімічний метод – використання хімічних сполук, що знищують шкідливі організми. Хімічний метод ефективний також для захисту різних матеріалів та виробів із них від біологічних руйнувань. Останнім часом широкого застосування у боротьбі з різними шкідниками набули пестициди.

Пестициди (лат. pestis – зараза та лат. caedo – вбиваю) – хімічні речовини, що використовуються для боротьби зі шкідливими організмами.

Пестициди поєднують такі групи таких речовин: гербіциди, що знищують бур'яни, інсектициди, що знищують комах-шкідників, фунгіциди, що знищують патогенні гриби, зооциди, що знищують шкідливих теплокровних тварин і т.д.

Більшість пестицидів - це отрути, отруюють організми-мішені, до них відносять також стерилізатори (речовини, що викликають безплідність) та інгібітори росту.

2.1 Медний купорос та його властивості

Мідний купорос CuSO 4 кристалізується з водних розчинів сульфату міді і є яскраво-сині кристали триклінної системи з параметрами ґрат. Щільність 2,29 г/см3.

При нагріванні вище 105°С плавиться із втратою частини кристалізаційної води та переходить CuSO 4 . 3Н 2 Про (блакитного кольору) та CuSO 4 Н 2 Про (білого кольору). Повністю зневоднюється за температури 258°С. При дії сухого NH 3 на CuSO 4 утворюється CuSO 4 5NH 3 обмінює у вологому повітрі NH 3 на Н 2 О. З сульфатами лужних металів CuSO 4 утворює подвійні солі типу Me 2 SO 4 CuSO 4 6H 2 O, пофарбовані в зеленуватий колір.

У промисловості мідний купорос виходить розчиненням металевої міді в нагрітій розведеній H 2 SO 4 при продуванні повітря: Cu + H 2 SO 4 + ½O 2 = CuSO 4 + H 2 O. Він також є побічним продуктом електролітичного рафінування міді.

Мідний купорос – найважливіша технічна сіль міді. Він застосовується при отриманні мінеральних фарб, просоченні деревини, для боротьби зі шкідниками та хворобами рослин у сільському господарстві, для протруювання зерна, при виробленні шкір, медицині, гальванічних елементах; служить вихідним продуктом отримання інших сполук міді.

Сульфат міді (сірчанокисла мідь) CuSO 4 - безбарвні кристали 3,64 г/см3. При нагріванні дисоціюють: CuSO 4 = CuO + SO 2 + ½O 2 з утворенням як проміжний продукт основного сульфату CuO CuSO 4 . При 766 ° С тиск дисоціації CuSO 4 досягає 287 мм. рт. стовпа, а CuO CuSO 4 – 84 мм. рт. стовп. Розчинність CuSO 4 у грамах на 100 г води становить: 14 (0°С); 23, 05 (25 ° С); 73, 6 (100 ° С). У присутності вільної H 2 SO 4 розчинність знижується. При рН 54-69 CuSO 4 гідролізується з утворенням основних солей. CuSO 4 дуже гігроскопічна, тому застосовується як осушуюча речовина; приєднуючи воду, синіє, що іноді використовується для виявлення води у спирті, ефірі та інших.

При нагріванні мідний купорос втрачає воду і перетворюється на сірий порошок. Якщо після охолодження накапати на нього кілька крапель води, порошок знову придбає синє забарвлення.

2.2 Залізний купорос та його властивості

Сульфат заліза (2)

Систематичне найменування Заліза 2 тетраоксоціосульфат.

Фізичні властивості: кристалічний стан, молярна маса 151,932 г/моль, щільність-1,898 г/см3

Сульфат заліза (2), залізо (2) сірчано-неорганічна бінарна сполука, залізна сіль сірчаної кислоти з формулою FeSO 4 . Гептагідрат FeSO 4 ∙H 2 O має тривіальну назву залізний купорос. Кристаллогідрати – гігроскопічні прозорі кристали світлого блакитно-зеленого кольору, моногідрат FeSO 4 ∙H 2 O безбарвний (смольнокіт). Смак сильно-в'яжучий залізистий (металевий). На повітрі поступово вивітрюються (втрачають кристалізаційну воду). Сульфат заліза (‖) добре розчинний у воді. З водних розчинів кристалізується блакитно-зелений гептагідрат. Токсичність залізного купоросу порівняно низька.

Застосовується в текстильній промисловості, сільському господарстві як фунгіцид, для приготування мінеральних фарб.

Властивості.

Сульфат двовалентного заліза виділяється при температурах від 1,82 ˚C до 56,8 ˚C з водних розчинів у вигляді світло-зелених кристалів кристалогідрату FeSO 4 ∙7H 2 O, який називається в техніці залізним купоросом. У 100г води розчиняється: 26,6г безводного FeSO 4 при 20˚C і 54,4 при 56˚C.

Розчини сульфату заліза (‖) під дією кисню повітря поступово окислюються, переходячи в сульфат заліза (׀׀׀):

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

При нагріванні понад 480˚C розкладається:

2FeSO 4 →Fe 2 O 3 + SO 2 +SO 3

Отримання

Залізний купорос можна приготувати дією розведеної сірчаної кислоти на залізний лом, обрізки покрівельного заліза і т.д. У промисловості його отримують як побічний продукт при травленні залізних листів, дроту, видалення окалини та ін.

Fe+ H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2

Інший спосіб-окістельний випал піриту:

FeS 2 +3 O 2 → FeSO 4 + SO 2

Застосовують у виробництві чорнила, в фарбувальній справі (для фарбування вовни в чорний колір), для консервування дерева.

2.3 Бордоська рідина (сульфат міді + гідроксид кальцію)

Хімічна формула СуSO 4 3Cu(OH) 2

Бордоська рідина, бордоська суміш (міді сульфат + гідроксид кальцію) - пестицид, захисний контактний фунгіцид і бактерицид. У підвищених дозах надає викорінюючу дію на форми збудників рослин, що покояться. Використовується для ранньовесняних обробок садів, виноградників, ягідників шляхом обприскування.

Фізико-хімічні властивості

Бордоська суміш - основна сірчанокисла мідь з домішкою гіпсу. Правильно приготовлена ​​суспензія досить стабільна, має гарну прилипання, утримуваність на поверхні рослин і високу фунгіцидну активність. Це рідина блакитного кольору, що є суспензією колоїдних частинок діючої речовини – металевої міді. Правильно приготовлений препарат повинен мати нейтральну або слаболужну реакцію. Сильнолужний препарат погано утримується на поверхні рослин, а сильнокислий фітоциден. Реакцію розчину встановлюють, занурюючи в нього залізний дріт або цвях: у кислому середовищі на них з'являється наліт міді, і в цьому випадку необхідно додати вапняне молоко до розчину. Для підвищення адгезійних властивостей до бордоської рідини іноді додають рідке скло (силікатний клей), казеїновий клей, патоку, цукор, зняте молоко, яйця та синтетичні ПАР.

Бордоська суміш готується з мідного купоросу та вапна. Наведемо фізико-хімічні властивості кожної з цих речовин.

СуSO 2 - сульфат міді (II). Речовина білого кольору, дуже гігроскопічна, низькоплавка, при сильному нагріванні розкладається. Кристаллогідрат СuSO 4 3H 2 O (халькантит, мідний купорос) має будову [Сu(H 2 O) 4 ]SO 4 H 4 O.

Добре розчиняється у воді (гідроліз по катіону). Реагує з гідратом аміаку, лугами, активними металами, сірководнем. Вступає в реакції комплексоутворення та обміну.

Фізичні характеристики СуSO 4

Молекулярна вага 159,6 г/моль;

Температура плавлення ~ 200 ° С;

Відносна густина 3, 603г/см3 (при кімнатній температурі).

Ca(OH) 2 – гідроксид кальцію, гашене вапно. Речовина білого кольору при нагріванні розкладається без плавлення. У воді розчиняється погано (утворюється розведений лужний розчин). Реагує із кислотами, виявляє основні властивості. Поглинає CO2 з повітря.

Фізичні характеристики Сa(OH) 2

Молекулярна вага 74,09 г/моль;

Відносна густина 2,08 г/см3 (при кімнатній температурі).

Дія на шкідливі організми

Фунгіцидна дія бордоської рідини обумовлена ​​тим, що при гідролізі під впливом вуглекислоти повітря, виділень грибів та рослин основна сіль сірчанокислої міді розкладається та виділяє у невеликих кількостях сірчанокислу мідь:

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

Якщо цей процес йде інтенсивно (при високій вологості та температурі), то захисна дія фунгіциду буде короткочасною, і можливе пошкодження рослин.

Останній термін обробки більшості культур завершується за 15 днів до збирання врожаю, баштанних культур – за 5 днів, томату – за 8 днів до збирання врожаю за умови ретельного дощування під час збирання.

Бордоська рідина - один з універсальних фунгіцидів, що мають найбільшу тривалість захисної дії (до 30 днів). Майже завжди вона надає на рослини стимулюючу дію. Ефективність препарату залежить від його застосування. Найкращі результати виходять від обробки незадовго до зараження. Згідно з іншими літературними даними, препарат доцільніше застосовувати пізніше осінній період і на початку розпускання нирок. У цих випадках він майже не надає негативного впливу на культуру, що захищається (фітотоксичність нижче).

При обробці бордоською рідиною рослин основний сульфат міді випадає у вигляді драглистого осаду, який добре прилипає до листя і покриває їх і плоди рослин захисним шаром. За утримуваністю на листі бордоська рідина посідає перше місце серед фунгіцидів. Має репелентні властивості для багатьох комах.

Механізм дії.

Біологічні властивості препаратів, що містять мідь, визначаються здатністю іонів міді активно реагувати з ліпопротеїновими та ферментними комплексами живих клітин, викликаючи незворотні зміни (коагуляцію) протоплазми. Іони міді, що надійшли в клітини патогену в досить високій концентрації, взаємодіють з різними ферментами, які містять карбоксильні, імідазольні і тіольні групи, і пригнічують їх активність. При цьому передусім інгібуються процеси, що входять до дихального циклу. Також вони спричиняють неспецифічну денатурацію білків. Їх вибірковість по відношенню до корисних організмів залежить від кількості іонів міді, що надійшли до клітин і накопичилися в них. Конідії та суперечки грибів, що проростають на поверхні рослин у краплі води, здатні всередині своєї клітини концентрувати іони міді, створюючи концентрацію у 100 і більше разів вище, ніж у рослинних клітинах або зовні.

Бордоська суміш для багатьох комах має репелентні властивості.

Стійкі види.

Бордоська суміш не ефективна проти пероноспорозу махорки та тютюну, а також проти справжніх борошнистих рос.

Інсектицидні та акарицидні властивості. Бордоська суміш для багатьох комах має репелентні властивості.

Пригнічує на картоплі листоблошок. Виявляє овіцидну дію.

Застосування

Бордоська рідина по прилипання та утримування на поверхні рослин займає перше місце серед захисних фунгіцидів. Однак у зв'язку з великою витратою мідного купоросу, труднощами приготування, а також з можливістю пошкодження рослин цей фунгіцид замінюють на хлорокис міді та органічні препарати.

Зареєстровані препарати на основі бордоської суміші дозволені до застосування в сільському та особистому підсобних господарствах проти хвороб буряків цукрових, кормових, столових (церкоспороз), цибулі (пероноспороз), абрикосу, персика, сливи, вишні, черешні (коккомікоз, кучерявість, мон. (антракноз, іржа, септоріоз) та ін.

Бордоську рідину не можна змішувати фосфорорганічними інсектицидами та іншими препаратами, що розкладаються в лужному середовищі.

Фітотоксичність: На поверхні рослин у присутності крапельно-рідкої вологи частинки основної сірчанокислої міді повільно гідролізуються, і іони міді надходять у воду відносно невеликій кількості. У цьому небезпека опіків рослин значно зменшується. Такі опіки відбуваються лише при значному підвищенні концентрації, поганій якості бордоської суміші, підвищеній кількості опадів після обробки чи кислотному забрудненні повітря. Також при неправильному приготуванні препарату можливе пригнічення приросту та поява «сітки» на листі та плодах.

Препарат викликає подрібнення плодів черешні зі збільшенням вмісту цукрів та сухої речовини, утворення «сітки» на плодах та листі чутливих до міді сортів яблуні, «палює» листя та знижує приживаність окулювань внаслідок підсушування кори підщеп. Пошкодженням сприяють сильні опади. Фітоцидність збільшується також із віком дерев. На сорті черешні Дайбера чорна при різких коливаннях температури та посусі бордоська рідина сприяла літньому листопаду, пригніченню дерев.

Токсикологічні властивості та характеристики

Ентомофаги та корисні види. Препарат малотоксичний для бджіл, проте на період обробки культур та в наступні 5 годин до однієї доби бджіл краще ізолювати. Досить токсичний для хижого кліща Аністіса (при застосуванні в коцентрації 0,09% його чисельність на чорній смородині зменшувалась у 3-4 рази). Слаботоксичний для енциртид і помірно отруйний для трихограматиду. У концентрації 1% малотоксичний для пупаріїв Енкарзії. Період залишкової дії для імаго трохи більше доби. Середньотоксичний для Крептолемуса.

Суміш не отруйна для інших хижих кліщів, кокцинеллід, личинок та імаго золотоок, хижих галиць і таких перетинчастокрилих, як афеніліди, птеромаліди, їх невмоніди.

Теплокровні. Бордоська рідина малотоксична для теплокровних тварин та людини. За іншими літературними джерелами препарат для теплокровних середньотоксичний: ЛД50 оральна для мишей 43 мг/кг, для щурів 520 мг/кг. Концентрований препарат подразнює слизові.

Симптоми отруєння

Вживання плодів у їжу вперше після обробки препаратами, що містять сульфат міді, викликає нудоту і блювання.

Приготування розчину

Бордоську суміш одержують змішуванням розчину сульфату міді з суспензією негашеного вапна. Якість суміші, що готується, залежить від співвідношення компонентів, якості негашеного вапна і процедури приготування. Висока якість забезпечується при співвідношенні компонентів 1:1 або 4:3 та протіканні реакції у лужному середовищі. Приготування полягає в повільному приливанні розчину сульфату міді невеликим струмком в суспензію вапна. Необхідне постійне помішування. Темно-синя рідина, що вийшла, повинна нагадувати розведений кисіль.

При порушенні даного процесу у суміші збільшується вміст гідроксиду міді, що окислюється на поверхні до нерозчинного оксиду міді, і збільшується кількість великих (до 10 мкм) частинок, що зменшує стабільність та прилипання препарату. Трудомісткість приготування та необхідність наявності обладнання для цього є недоліками бордоської суміші.

Для приготування 100 л 1% препарату беруть 1 кг мідного купоросу і 0,75 кг негашеного вапна (якщо вапно неякісне - до 1 кг). Мідний купорос розчиняють у невеликому обсязі гарячої води та доводять водою до 90 л. Негашене вапно гасять, приливаючи до нього воду, до утворення спочатку сметаноподібної маси, а надалі вапняного молока, об'єм якого доводять водою до 10 л. Вапняне молоко приливають при постійному помішуванні до розчину мідного купоросу. При зазначеній рецептурі допускається також додавання розчину мідного купоросу до вапняного молока, проте не можна змішувати міцні розчини цих компонентів, а також вливати міцний розчин мідного купоросу до слабкого вапняного молока. У цих випадках утворюються сферичні кристали основної сірчанокислої міді, які легко змиваються із рослин опадами. Аналогічне явище спостерігається під час старіння препарату.

Для приготування бордоської рідини не можна використовувати ємності з матеріалів, що піддаються корозії.

Бордоську суміш готують безпосередньо перед застосуванням і лише необхідної концентрації. Не слід розбавляти приготовлений розчин водою, тому що в цьому випадку він швидко розшаровується. При тривалому зберіганні відбувається агрегація частинок бордоської суміші, що викликає їхнє осадження та погану утримуваність на рослинах.

Сьогодні фірми-виробники пропонують бордоську суміш у формі порошку. Його готують повною нейтралізацією сульфату міді гашеним вапном, висушують і мікронізують. Внаслідок особливої ​​тонкості частинок робочий склад має максимальне прилипання, а одержана суспензія дуже стійка.

Вступ

У магазині будівельних товарів ви побачили цебро з невідомою вам назвою "Мінеральна фарба". Цікавість бере гору, і ваша рука потяглася до неї. Читаємо склад: "Вапно, кухонна сіль і т. д. і т. п ... "А що ще за сульфат міді?!" - зачепилися очі за назву незнайомої речовини. Упевнена, більшість людей почули про сульфат міді саме в такій обстановці Інші б тільки махнули на це рукою, але тільки не ви напевно вам хочеться дізнатися про нього побільше.

Визначення

Через змінну валентність міді всього в хімії існує два її сульфати - I і II. Зараз ми поговоримо про другий сульфат. Він є неорганічною бінарною сполукою і є мідною сілью сірчаної кислоти. Такий сульфат міді (формула CuSO 4) ще називають міддю сірчанокислою.

Властивості

Є нелетючою, безбарвною, непрозорою і дуже гігроскопічною речовиною без запаху. Однак властивості самих кристалогідратів сульфату міді істотно відрізняються від його особливостей (як речовини). Вони мають вигляд прозорих негігроскопічних кристалів, які мають різні відтінки синього (фото вище) і гірко-металевий смак. Також сульфат міді добре розчиняється у воді. Якщо кристалізувати його водні розчини, можна отримати мідний купорос (фото). Гідратація безводного сульфату міді є екзотермічною реакцією, коли відбувається значне виділення тепла.

Отримання

У промисловості його одержують забрудненим, розчиняючи мідь та мідні відходи в розведеній сірчаній кислоті, яку до того ж продувають повітрям.
Також сульфат міді можна отримати в лабораторії відразу кількома способами:

• Сірчана кислота+мідь (при нагріванні).
• Сірчана кислота + гідроксид міді (нейтралізація).

Очищення

Для очищення отриманої такими способами сірчанокислої міді найчастіше використовують перекристалізацію - її опускають у киплячу дистильовану воду і тримають на вогні до того часу, поки розчин стане насиченим. Потім його охолоджують до +5 про З і відфільтровують отриманий осад, що нагадує кристали. Однак існують і методи глибшого очищення, але їм потрібні інші речовини.

Сульфат міді: застосування

За допомогою безводного сульфату міді абсолютують етанол і осушують гази, також служить індикатором вологості. У будівництві водним розчином сульфату міді нейтралізують наслідки протікання, ліквідують плями іржі та видаляють виділення солей із оштукатуреної, цегляної та бетонної поверхонь, а також запобігають гниття деревини. У галузі сільського господарства мідний купорос, утворений із сульфату міді, служить антисептиком, фунгіцидом та мідно-сірчаним добривом. Розчинами цієї речовини (з різною його концентрацією) знезаражують рослини, дерева та ґрунт. Відома фермерам бордоська рідина теж частково складається з мідного купоросу. Ще він є одним із інгредієнтів, що входять до складу мінеральних фарб. Не обходяться без нього у виробництві ацетатних волокон. Ще мідний купорос відомий як харчова добавка Е519, яка використовується як фіксатор забарвлення та консерванту. Також розчином мідного купоросу можна виявляти цинк, марганець в алюмінієвих сплавах та нержавіючої сталі: якщо вони містять перераховані вище домішки, то при зіткненні з цим розчином на їх поверхні з'являться червоні плями.

Висновок

Сульфат міді (II) сам по собі мало відомий, а ось про продукт його реакції з водою - мідному купоросі - чув кожен. І, як бачите, він приносить дуже велику користь.