Kupfersulfat
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| Strukturformel der Ionen | |||
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Cu2+  |
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| Allgemeines | |||
| Name | Kupfersulfat (wasserfrei) | ||
| Andere Namen | Kupfer(II)-sulfat, Kupfervitriol | ||
| Summenformel | CuSO4 | ||
| CAS-Nummer | 7758-98-7 | ||
| Kurzbeschreibung | weißes bis graues, geruchloses Pulver, Hydrate: hellblaue bis leicht türkisfarbene Kristalle | ||
| Eigenschaften | |||
| Molmasse | 159,61 g/mol | ||
| Aggregatzustand | fest | ||
| Dichte | 3,61 g/cm³ | ||
| Schmelzpunkt | - , thermische Zersetzung: 340 - 650 °C | ||
| Siedepunkt | - °C | ||
| Dampfdruck | - Pa (x °C) | ||
| Löslichkeit | leicht löslich in Wasser: 203 g/l, schlecht löslich in Methanol, unlöslich in Ethanol | ||
| Sicherheitshinweise gemäß EU-Recht | |||
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| R- und S-Sätze |
R: 22-36/38-50/53 |
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| MAK | 0,1 mg/m³ (gemessen als einatembarer Aerosolteil) | ||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||
Kupfersulfat ist das Kupfersalz der Schwefelsäure und ist aus einem Cu2+-Kation und einem SO42--Anion aufgebaut. Es ist ein farbloser Feststoff, der nicht brennbar ist und sich leicht in Wasser löst.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Vorkommen
In der Natur kommt Kupfersulfat als Verwitterungsprodukt sulfidischer Kupfererze, als krustenförmige, körnige oder faserige Aggregate vor. Sein Mineralname ist Chalkanthit.
[Bearbeiten] Gewinnung und Darstellung
Im Labor lässt sich Kupfersulfat beispielsweise aus Kupferhydroxid und Schwefelsäure herstellen. Technisch wird Kupfersulfat durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Kupferoxide oder Kupfersulfide gewonnen. Es ist das mit Abstand wichtigste Kupfersalz.
[Bearbeiten] Eigenschaften
Kupfersulfat ist in Wasser gut, in den meisten organischen Lösungsmitteln nicht löslich. In Glycerin löst es sich mit smaragdgrüner Farbe. Bei starkem Erhitzen (ab 340 °C) zerfällt das wasserfreie Kupfersulfat in Kupfer(II)-oxid und Schwefeltrioxid.
[Bearbeiten] Hydrate
Neben der wasserfreien Verbindung treten noch kristallwasserhaltige Kupfer(II)-sulfat-Hydrate auf. Am geläufigsten ist das Pentahydrat (CuSO4 · 5 H2O). Weiterhin existieren auch ein Trihydrat (CuSO4 · 3 H2O) und Kupfer(II)-sulfat-Monohydrat (CuSO4 · H2O). Nachfolgend sind die Eigenschaften der Hydrate aufgeführt, die von denen der wasserfreien Verbindung abweichen, sofern diese zur Verfügung standen.
[Bearbeiten] Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat
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- Molmasse: 249,69 g/mol
- Kurzbeschreibung: blauer, geruchloser Feststoff
- Aggregatzustand: fest
- Dichte: 2,284 g/cm³, bei 25 °C
- Kristallwasserabgabe: 88 - 245 °C
- thermische Zersetzung: 340 – 650 °C
- Löslichkeit: leicht löslich in Wasser: 317 g/l
- CAS Nummer: 7758-99-8 (Pentahydrat)
Kupfersulfat–Pentahydrat (Kupfer(II)-tetraoxosulfat(VI)-Pentahydrat, Chalkanthit) bildet himmelblau gefärbte, trikline Kristalle, die beim Erhitzen das Kristallwasser abgeben und das farblose Kupfersulfat-Anhydrat bilden. Bei 95 °C spalten sich zwei Wassermoleküle ab, es entsteht das Trihydrat. Weitere zwei Wassermoleküle werden bei 116 °C abgespalten, das fünfte bei 200 °C, dabei färbt sich das Kupfersulfat weiß. Der Vorgang ist umkehrbar, beim Auflösen des wasserfreien Anhydrates in Wasser bildet sich wieder das Pentahydrat, dabei erwärmt sich das Kupfersulfat durch die Aufnahme von Wasser und färbt sich wieder blau. Das Pentahydrat sollte formal besser [Cu(OH2)4] SO4 · 1 H2O geschrieben werden, da im Kristall vier Wassermoleküle direkt an das Kupfer(II)-Ion koordiniert sind.
[Bearbeiten] Verwendung
Kupfersulfat wird verwendet zur galvanischen Verkupferung (Galvanotechnik), zur Herstellung von kupferhaltigen Farben, zur Kupferstichätzung, in der Medizin als zusammenziehendes (adstringierendes) Mittel, früher auch als Brechmittel (es schmeckt unangenehm bitter, ist aber nicht ganz ungiftig) und in Silvester-Raketen (erzeugt einen bläulich-grünen Farbton). Kupfervitriol findet man auch als Zusatz in Anreißfarben, welche vor dem Anreißen einer metallischen Oberfläche auf dieselbe gestrichen wird um den eigentlichen Riss nach dem Anreißen besser sichtbar zu machen. In Form von Bordeauxbrühe, einer Mischung von Kalkmilch und Kupfersulfat, wird es im Weinbau zur Bekämpfung von Pilzerkrankungen eingesetzt. Das wasserfreie, weiße Kupfersulfat dient als Trocknungsmittel (beispielsweise zur Herstellung von wasserfreiem Ethanol) und zum Nachweis von Wasser, wobei es sich, durch Einlagerung von Kristallwasser, blau färbt. Die paramagnetische Eigenschaft von Kupfersulfat macht die Nutzung als Kontrastmittel in der Magnetresonanzspektroskopie (NMR) möglich. Des weiteren wird Kupfersulfat, besonders in der Schule, sehr gerne zum Kristallzüchten verwendet. In Kombination mit Ammoniumsulfat wird Kupfersulfat gegen Algen in Schwimmbädern eingesetzt.
[Bearbeiten] Biologische Bedeutung
Kupfersulfat ist sehr giftig für Wasserorganismen und kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben. Es ist ein Stoff der Wassergefährdungsklasse 2 und ist somit als wassergefährdend eingestuft.
[Bearbeiten] Sicherheitshinweise
Bei Kontakt mit feinpudrigen Metallen, Hydroxylamin, Magnesium, Stahl oder Alkalien kann es zu gefährlichen Reaktionen mit starker Hitzeentwicklung bis zur Entzündung oder zur Freisetzung von entzündlichen Gasen und Dämpfen kommen.
[Bearbeiten] Toxikologie
[Bearbeiten] Wasserfreies Kupfersulfat
- LD50 (oral, Ratte): 300 mg/kg
[Bearbeiten] Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat
- LD50 (dermal, Ratte): >2000 mg/kg
- LD50 (oral, Ratte): 960 mg/kg
