معلومات عامة عن كبريتات النحاس … أهم الخصائص والاستخدامات

معلومات عامة عن كبريتات النحاس … أهم الخصائص والاستخدامات

كبريتات النحاس عبارة عن مركب كيميائي صيغته (Cu2SO4) ومع ذلك، يشار إليه بعدة اسماء، الزاج الأزرق، والزاج الروماني، والزجاج اللاصق للنحاس، والأحجار الزرقاء. ومن أكثر الأشكال المنتشرة لكبريتات النحاس هو خماسي الهيدرات، صيغة الكيميائية CuSO4.5H2O، الذي يميزه اللون الأزرق الفاتح.

ومع ذلك، يمكن ملاحظة أن الشكل اللامائي لهذا الملح عبارة عن مسحوق أبيض، بالتالي نقول أن كبريتات النحاس مركب غير عضوي يجمع الكبريت مع النحاس. وتعتمد درجة سمية كبريتات النحاس على محتواه من النحاس الذي يعد المعدن الأساسي في تركيبه. ويمكن العثور عليه في البيئة والأطعمة والمياه. إذًا كيف يمكن الاستفادة من كبريتات النحاس وما هي خصائصه.

ما هي آلية عمل كبريتات النحاس؟

آلية عمل كبريتات النحاس

يرتبط النحاس الذي يوجد في كبريتات النحاس بالبروتينات التي توجد في الفطريات والطحالب. ويعمل على إتلاف خلاياها بالتالي موتها. وذلك يعني أن النحاس يعطل الوظيفة الطبيعية لخلايا الجلد والإنزيمات.

مما يتكون جزيء كبريتات النحاس (CuSO4)

يتكون جزيء كبريتات النحاس CuSO4 من رابطة أيونية بين الكاتيون النحاسي (Cu2 +) وأيون الكبريتات (SO42-).

يتم تحضير كبريتات النحاس من خلال معالجة النحاس المعدني بحمض الكبريتيك المركز والمسخَّن، أو عن طريق معالجة أكاسيد النحاس بحمض الكبريتيك المخفف. ويمكن ملاحظة أن حالة الأكسدة التي تظهرها ذرة النحاس في جزيء CuSO4 هي +2.

ما هي خصائص واستخدامات كبريتات النحاس؟

سنذكر فيما يلي جميع مايتعلق بخصائص واستخدامات كبريتات النحاس:

أولًا الخصائص الكيميائية والفيزيائية لكبريتات النحاس CuSO4

لمعرفة الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكبريتات النحاس في هذه الفقرة. ويمكن ملاحظة أن خصائص CuSO4 اللامائية و CuSO4.5H2O تختلف اختلافًا كبيرًا، وقد تم تمييزها بشكل منفصل.

الخصائص الفيزيائية

  • الكتلة المولية للشكل اللامائي وخماسي الهيدرات من كبريتات النحاس هي 159.609 جرام / مول و 249.685 غرام لكل مول بالترتيب.
  • يتميز CuSO4 اللامائي بلون أبيض رمادي، في حين أن خماسي الهيدرات له لون أزرق ساطع.
  • تبلغ كثافة الأشكال اللامائية  3.6 غرام لكل سنتيمتر مكعب، بينما كثافة خماسية الهيدرات 2.286 غرام لكل سنتيمتر مكعب.
  • تتميز كبريتات النحاس بأنها تذوب يالماء، أما اللامائية فإنها  تحلل عند التسخين ولا يمكن تحديد نقاط غليان دقيقة لها.
  • تحتوي كبريتات النحاس اللامائي على هيكل بلوري معيني، بينما مركب خماسي الهيدرات CuSO4.5H2O له بلورات ذات هياكل ثلاثية الميل.

الخصائص الكيميائية

  • تتفاعل أيونات النحاس الموجودة في كبريتات النحاس مع أيونات الكلوريد الموجودة في حمض الهيدروكلوريك المركز، مما ينتج مركب رباعي كلوروكوبريت.
  • يتم الحصول على معادلته الكيميائية عن طريق تسخينه إلى درجة 650 درجة مئوية، ليتم التفاعل، ويخضع CuSO4 لتفاعل تحلل لينم إنتاج أكسيد النحاس CuO وثالث أكسيد الكبريت SO3.
  • يمكن أن تذوب كبريتات النحاس عند درجة حرارة عالية في الماء، بقيم ذوبان 1.055 مول و 1.502 مول.
  • مثال عن تفاعل إزاحة فردي حيث يزاح النحاس بإدخال معدن آخر، وهو التفاعل بين الحديد وكبريتات النحاس، المعطى بواسطة التفاعل Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
  • يستخدم كبريتات النحاس في مجموعات العناصر الكيميائية الأساسية التي تعد كأدوات تعليمية.

ثانيًا استخدامات كبريتات النحاس

يوجد اليوم في العالم أكثر من 100 مصنع من كبريتات النحاس، ويبلغ استهلاك العالم حوالي 275000 طن سنويًا منها. حيث تشير التقديرات إلى أن حوالي ثلاثة أرباع إنتاج المصانع يستخدم في الزراعة، بشكل أساسي كمبيد للفطريات، وأيضًا لعلاج التربة التي تعاني من نقص النحاس. ومع ذلك فإن اللون ليس هو السمة البارزة الوحيدة لكبريتات النحاس. إنما كبريتات النحاس هي مادة كيميائية متعددة الاستخدامات ولها مجموعة واسعة من الاستخدامات في عدة مجالات سنذكرها في ما يلي:

1 – استخدامات كبريتات النحاس بالزراعة

تعد التطبيقات الزراعية من بين أكثر الاستخدامات لكبريتات النحاس، حيث تتميز بالعديد من الوظائف الخاصة برعاية المحاصيل وإدارتها، ومن استخداماته الرئيسية:

  • تحضير خلائط بوردو وبورجوندي التي يتم استخدامها كمبيدات للفطريات.
  • تصنيع مبيدات الفطريات النحاسية الأخرى مثل الجير وكبريتات النحاس ثلاثي القاعدة وأكسيد النحاس..الخ.
  • صناعة المبيدات الحشرية مثل الزرنيخ.
  • مكافحة أمراض الفطريات.
  • تزويد التربة بالنحاس في حال نقصه.
  • معالجة نقص النحاس عند الحيوانات.
  • محفز للنمو لذلك يستخدم لتسمين الدجاج.
  • يساعد في التخلص من الرخويات والقواقع.
  • معالجة البذور.
  • معقم للتربة، مثلًا مركب شيشونت (وهو خليط من كبريتات النحاس وكربونات الأمونيوم) يمنع مرض التخميد الذي يصيب البندورة.
  • الوقاية من تعفن القدم والسيطرة عليه عند الماشية.
  • مطهر له دور في الوقاية عند العجول.
  • يعد مادة حافظة للأعمدة الخشبية والأبنية الخشبية.
  • طارد للحشرات.
  • حماية الأزهار من نمو الطحالب في الأواني التي توضع فيها.

2 – استخداماته في مجال الصحة العامة والطب

  • القضاء على تكاثر الطحالب في أحواض السباحة.
  • مكافحة البلهارسيا في البلدان المدارية.
  • الوقاية من الملاريا، لاستخدامه ضد يرقات البعوض.
  • مطهر ومبيد للجراثيم ضد الالتهابات الفطرية.
  • له دور تحفيزي في تصنيع المنتجات الصيدلانية.
  • تُستخدم كبريتات النحاس في محلول بنديكت ومحلول فيلينج، الذي يستخدم في اختبار تقليل السكريات، ولفحص عينات الدم لأمراض مثل فقر الدم.

3 – استخداماته في الصناعة

  • يستخدم كمواد لاصقة.
  • يعد مادة حافظة في الكازين.
  • يضاف لمعاجين وغراء تجليد حتى لا تقترب منها الحشرات.
  • مادة مضافة للغراء والسيليكات لمقاومة الماء.
  • مادة حافظة للأخشاب مثل النفثينات النحاسية التي تستخدم للوقاية من ديدان الخشب وتعفن الأخشاب.
  • يستخدم كمكون في الجص لمنع انتشار العفن الجاف.
  • الحماية ضد الأشنات والعفن وغيرها من النموات على أسقف الأسمنت الأسبستي ومواد البناء الأخرى.
  • حماية جذور الأشجار عند نموها في المجاري.

4 – استخداماته في المواد الكيميائية

  • يدخل في تركيب المحفزات ليتم استخدامها في العديد من الصناعات.
  • تنقية الغازات مثل إزالة كلوريد الهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين.
  • يحفز على الترسيب في تنقية محاليل كبريتات الزنك.
  • ترسيب القلويدات كأملاح مزدوجة من المستخلصات الخام.
  • مصدر لمركبات النحاس الأخرى.

5 – استخداماته في تزيين الحرف

  • تلوين الزجاج.
  • تلوين الاسمنت والجص.
  • تلوين الأواني الخزفية.
  • تغيير ألوان المعدن مثل تغميق الزنك وتلوين الألومنيوم.

6 – استخداماته في صباغة الجلود

  • لاذع في الصباغة.
  • كاشف في عمليات الدباغة.

7 – استخداماته في مجال المعادن والكهرباء

  • المنحل بالكهرباء في تنقية النحاس.
  • المنحل بالكهرباء في طلاء النحاس والتشكيل الكهربائي.
  • تصنيع الإلكتروليتات للمركبات النحاسية، مثل أكسيد النحاس.
  • مكون من الأقطاب الكهربائية والإلكتروليتات في البطاريات.
  • سلك فولاذي مطلي بالنحاس، قبل سحب الأسلاك.
  • تخليل الأسلاك النحاسية وما إلى ذلك قبل الطلاء بالمينا.
  • توفير سطح مناسب لتمييز الحديد.

8 – استخداماته في التعدين

  • معرفة المعدن الخام، مثل خليط الزنك.
  • مادة خام لتصنيع نفتينات النحاس ومركبات النحاس الأخرى.

9 – استخداماته في الرسم

  • تحضير بعض الورنيش أو مجففات الطلاء، مثل ستيرات النحاس.
  • تحضير أصباغ معينة، مثل كرومات النحاس، فثالوسيانين النحاس..الخ.

10 – استخداماته في الطباعة

  • يستخدمه عامل الحفر في عملية النقش.
  • يعد مكون في أحبار الطابعة.

11 – يستخدم كمطاط صناعي

  • تحضير كلوريد النحاس، المستخدم في تنقية البوتادين وفصل مشتقات الأسيتيلين.
  • تحضير المحفزات المستخدمة في معالجة المطاط بالكلور

12 – استخداماته في المنسوجات

  • مركبات النحاس لها دور في حماية القماش ومقاومته للعفن.
  • إنتاج ألوان الأنيلين الأسود والديازو للصباغة
  • يستخدم النحاس لزيادة ثبات لون الأصباغ.
  • محفز في تصنيع إيثرات السليلوز وفي أسيتيل السليلوز.

13 – استخدامات متنوعة

  • تحسين جودة حرق فحم الكوك.
  • العمل التحليلي المخبري.
  • مكون من أصباغ الشعر من نوع فينيلين ديامين أو بيروجالول.
  • تحضير الكلوروفيل كمادة تلوين للمواد الغذائية.
  • إضفاء اللون الأخضر على الألعاب النارية.
  • منشط في تحضير الكربونات النشطة.
  • الحصول على طلاء ظهر أزرق على الفولاذ.
  • معالجة فرش الكربون.
  • مكون المحلول المستخدم لحفظ عينات النباتات بألوانها الطبيعية.
  • التشريب في ورق تغليف الفاكهة لمنع تعفنها أثناء التخزين.

لماذا كبريتات النحاس اللامائية بيضاء وخماسية الهيدرات زرقاء؟

في كبريتات النحاس المائية، تعمل جزيئات الماء المحيطة بالمعادن المركزية (Cu) كروابط تؤدي إلى انتقال d-d وبالتالي ينبعث منها اللون الأزرق في المنطقة المرئية بسبب ظهور CuSO4 المائي باللون الأزرق. أما اللامائى CoSO4 لا يحتفظ بأي ماء لأنه متبلور، بالتالي يحتفظ بلونه الأبيض.

المصادر

استخدامات كبريتات النحاس – copperalliance

ما هي كبريتات النحاس؟ – byjus

كبريتات النحاس -npic

313 مشاهدة