硫酸銅晶體

硫酸銅晶體是一種藍色晶體，成分主要為五水硫酸銅，即硫酸銅的水合物。其可以用來電鍍或染色，別稱藍礬、膽礬。

基本介紹

• 中文名：五水合硫酸銅
• 英文名： Copper(II) sulfate pentahydrate
• 別稱：藍礬；膽礬
• 化學式：CuSO4·5H2O
• 分子量：249.69
• CAS登錄號：7758-99-8
• EINECS登錄號：231-847-6
• 熔點：110ºC
• 沸點：脫水分解
• 水溶性：易溶320G/L(20ºC)
• 密度：2.284
• 外觀：藍色透明晶體
• 套用：電鍍、染色
• 安全性描述：S22 S60 S61
• 危險性符號：N Xn
• 危險品運輸編號：UN3077

用途

主要用作紡織品媒染劑、農業殺蟲劑、水的殺菌劑、防腐劑，也用於鞣革、銅電鍍、選礦等。也可做中藥成分。

製備

1.將瓷皿中放入電解銅(銅絲或刨銅屑)，加入硫酸，加熱至70～80℃。分次加入相對密度為1.40硝酸(小心噴濺！)。
2.若有結晶析出，可加入水。反應完畢時應剩餘少量銅。傾出溶液，蒸發至出現結晶膜。冷卻，吸濾出結晶，用少量水洗滌。
3.將製得的結晶溶於1.5倍熱水，過濾，蒸發至形成結晶膜，冷卻。吸濾出結晶。所得硫酸銅需經2～3次重結晶，方可製得化學純的產品。

大晶體製備

準備：分析純的硫酸銅、燒杯、玻璃棒、濾紙、蒸餾水、細線等。

在盛100mL水的燒杯里，加入研細的硫酸銅粉末10g，同時加1mL稀硫酸，加熱，使晶體完全溶解。

繼續加熱到80—90℃，趁熱過濾（推薦把濾紙折為菊花形），濾液流入一洗淨並用熱水加溫過的燒杯里，加蓋靜置。

經幾小時或一夜，將會發現杯底有若干顆小晶體生成.

揀取一顆晶形比較完整的晶體，用細線系住，懸掛在盛飽和硫酸銅溶液的燒杯里，並加蓋靜置。

每天再往燒杯里加入少量微熱的飽和硫酸銅溶液，小晶體會逐漸長大，成為一塊大晶體。

註：如果要在銅絲上結特定形狀的晶體，可以在銅絲上纏繞細線幫助結晶。

結晶水合物

許多物質從水溶液里析出晶體時，晶體裡常含有一定數目的水分子，這樣的水分子叫做結晶水。含有結晶水的物質叫做結晶水合物。

結晶水合物里的水分子屬於結晶水合物化學固定組成的一部分。

性質

水合物含一定量水分子的固體化合物。水合物中的水是以確定的量存在的，例如五水硫酸銅CuSO4的水合物的組成為CuSO4·5H2O。水合物中的水有幾種不同的結合方式:一種是作為配體，配位在金屬離子上，稱為配位結晶水；另一種則結合在陰離子上，稱為陰離子結晶水。例如CuSO4·5H2O加熱到45℃時，失去兩分子水，113℃時，失去四分子水。只有加熱到258℃以上，才能脫去最後一分子水。由此可見，4個水分子是作為配體以平行四邊形配位在銅離子上的，即[Cu(H2O)4]2+；另一個水分子則結合在硫酸根上，一般認為，這個水分子通過氫鍵與另外兩個配位水分子及硫酸根相結合。CuSO4·5H2O按水分子的結合方式，其結構式可寫成[Cu(H2O)4][SO4(H2O)]。當硫酸銅晶體受熱失水時，首先失去銅離子兩個非氫鍵配位結晶水，然後失去其兩個氫鍵配位結晶水，最後失去陰離子結晶水。其他許多硫酸鹽晶體如FeSO4·7H2O、NiSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等，均有相似的結合方式。

五水硫酸銅結構式

在過渡金屬的水合物中，相同組成的水合物往往由於其中的水分子的結合方式不同而使其性質發生變化。例如無水三氯化鉻呈紅紫色；其水合物為暗綠色晶體，實驗式為CrCl3·6H2O。經實驗證明，6個水分子中只有4個水分子和2個氯離子作為配體與鉻離子結合在內界[Cr(H2O)4Cl2]+，不論在晶態或在水溶液中均穩定存在，因此，這種水合物的結構式可寫成[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。如將暗綠色晶體的溶液冷卻至0℃以下並通入氯化氫氣體，則析出紫色晶體，其結構式為[Cr(H2O)6]Cl3。將紫色晶體的溶液用乙醚處理並通以氯化氫氣體，就析出一種淡綠色晶體，其結構式為[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O。

水也可以不直接與陽離子或陰離子結合而依一定比例存在於晶體內，在晶格中占據一定的部位。這種結合形式的水稱為晶格水，一般含有12個水分子。有些晶形化合物也含水，但無一定比例。例如沸石和其他矽酸鹽礦物。一些難溶的金屬氫氧化物實際上也是水合物。

例題

當計算時，若題目說明是硫酸銅晶體，化學式應是CuSO4·5H2O，相對分子質量是250。

若題目說明是硫酸銅，化學式是CuSO4，這時相對分子質量取為160。

用硫酸銅晶體配置0.10 mol/L 的硫酸銅溶液1000mL時,應稱取晶體多少克?

提示：

這是硫酸銅晶體的相對分子應取250

答案：0.10 mol/L×1L×250g/mol=25.0g