Способ получение сульфата меди

Получение сульфата меди

Гидросульфат натрия взаимодействует с металлической медью

Реагенты

Безопасность

Проводите эксперимент на подносе.

Всегда используйте защитные очки.

При проведении опыта поставьте рядом ёмкость с водой.

Не прикасайтесь к горелке сразу после проведения опыта − подождите, пока она остынет.

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания реагентов промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

• Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
• Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
• Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
• Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
• Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
• Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Проволока не синеет. Что пошло не так?

Получение сульфата меди из медной проволоки – не самая простая реакция. Что могло пойти не так, если вещество вокруг проволоки не начало синеть через 15 − 20 минут?

Хороший нагрев – ключ к успеху в этой реакции. Поэтому в первую очередь проверьте, не погасла ли свеча. Возможно, она установлена не так, как показано в инструкции. Внимательно изучите внешний вид гидросульфата натрия NaHSO₄ внутри стакана: вещество должно расплавиться и кипеть.

Убедитесь, что проволока лежит в расплавленном NaHSO₄. Это очень важно, ведь реакция не пойдёт, если нет физического контакта между медью и гидросульфатом натрия! Используйте деревянную лучину или чёрную палочку с шариком на конце из другого набора, чтобы аккуратно переместить вещество или проволоку.

Запахи

В ходе реакции выделяется газ SO₂. В тех количествах, с которыми вы будете иметь дело, он безопасен. Более того, он обладает антисептическими свойствами. Однако специально дышать им не стоит!

Также неприятный запах появляется, когда сильно коптится дно стакана. Не переживайте, всё в порядке. Однако лучше проводить этот опыт в хорошо проветриваемом помещении.

Как отмыть стакан от копоти?

Будьте внимательны: дно стакана снаружи почти наверняка закоптится. Не запачкайтесь!

Когда стакан остынет, сначала протрите копоть бумажным полотенцем или сухой салфеткой, а затем – влажной.

Как отмыть стакан от сульфата натрия?

Когда стакан остынет, залейте его водой почти доверху. Подождите, пока весь гидросульфат натрия растворится. Теперь можно несколько раз промыть стакан водой.

Когда стакан остывает, слышен треск. Что происходит?

Если вы услышали потрескивание со стороны остывающего стакана, не пугайтесь: он не собирается взорваться! На самом деле трещит не стакан, а затвердевающий гидросульфат натрия. Поэтому никаких мер принимать не надо – пусть он остывает.

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

1. Высыпьте кристаллогидрат гидросульфата натрия NaHSO₄*H₂O (5 г) из баночки в стеклянный химический стакан.
2. Достаньте медную проволоку из баночки «Cu» и согните её.
3. Положите согнутую проволоку на порошок в стакане.
4. Возьмите горелку для сухого горючего. Установите её на пробковую подставку. Внутрь горелки положите крышку от банки, как показано на рисунке.
5. Установите свечу на крышку.
6. Подожгите свечу.
7. Установите пламярассекатель на горелку.
8. Поставьте стакан по центру пламярассекателя. Подождите примерно 15 минут. Уже через несколько минут вы сможете увидеть, как вокруг проволоки начинает образовываться вещество бирюзового цвета.
9. Вещество вокруг проволоки – это сульфат меди CuSO₄.

Ожидаемый результат

При нагревании смесь гидросульфата натрия и металлической меди образует вокруг проволоки сульфат меди CuSO₄. Получившееся вещество окрашивает расплав NaHSO₄ в сине-зелёный цвет.

Утилизация

Утилизируйте отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.

Что произошло

Что происходит с медной проволокой?

Под воздействием гидросульфата натрия NaHSO₄ происходит растворение медной проволоки. При этом образуется сульфат меди CuSO₄, который придаёт реакционной смеси синеватую окраску.

Большинство металлов с лёгкостью растворяется в разбавленных кислотах с выделением водорода. Это связано с тем, что находящиеся в составе растворов кислот катионы (положительно заряженные ионы) водорода H + могут отбирать у металлов электроны. При этом они превращаются в газообразный водород H₂. Например, так происходит при окислении цинка разбавленной кислотой:

Zn + 2H + → Zn 2+ + H₂↑

Медь же относится к числу достаточно устойчивых металлов – в большинстве случаев она не будет отдавать свои электроны катионам водорода даже в концентрированной кислоте.

Однако есть другой способ окисления металлов – воздействие на них особых кислот-окислителей. Среди них стоит упомянуть ту же серную кислоту H₂SO₄, только концентрированную. Подойдёт и концентрированная азотная кислота HNO₃. В их состав входят атомы серы S и азота N, у которых очень большой недостаток электронов. Поэтому они могут забирать электроны даже у достаточно устойчивой меди, то есть окислять её.

Естественно, эти кислоты слишком опасны для того, чтобы входить в состав наших наборов. Тем не менее, есть способ создания серной кислоты in situ, то есть на месте (в нашем случае – прямо в реакционном сосуде).

Фактически, при нагревании гидрата гидросульфата натрия NaHSO₄*H₂O в небольшом количестве образуется серная кислота H₂SO₄. Она может окислять медь в соответствии с уравнением: Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Таким образом, мы можем наблюдать окисление медной проволоки под действием серной кислоты, выделившейся из гидрата гидросульфата натрия. Полученный сульфат меди в присутствии воды придаёт реакционной смеси синеватый цвет.

Почему концентрированная серная кислота окисляет медь?

Известно, что только концентрированная H₂SO₄ может отнимать электроны у металлической меди. Разбавление кислоты приводит к тому, что реакция прекращается. Для того чтобы понять, почему так происходит, рассмотрим окружение атома серы в обоих случаях.

Когда речь идёт о разбавленной кислоте, она находится в полностью диссоциированном виде, то есть в виде относительно свободно плавающих в растворе ионов:

Сера в таком случае находится в составе сульфат-иона, имеющего правильную симметричную форму:

Следует отметить, что электроны, а значит, и отрицательный заряд концентрируются именно на атомах кислорода. На атоме серы же есть положительный заряд, и они могли бы принимать электроны, но каждый атом серы со всех сторон прикрывается атомами кислорода, через которые электроны просто не могут перескочить. Поэтому сульфат-ионы не являются достаточно сильными отрицательно заряженными окислителями, чтобы забирать электроны у металлической меди.

В концентрированной кислоте преобладают недиссоциированные, нейтральные молекулы H₂SO₄. Их форма немного напоминает форму сульфат-иона, однако она несколько искажена, так как к двум атомам кислорода присоединено два атома водорода:

Поэтому центральные атомы серы уже не так хорошо закрыты, как в случае сульфат-ионов, и серная кислота в концентрированном виде вполне может отбирать электроны у металлической меди. Посмотрите сами:

Это интересно

Как получают сульфат меди в промышленности?

Сульфат меди CuSO₄ нашёл своё применение во многих сферах жизнедеятельности человека. В частности, безводный сульфат меди может быть использован как осушитель воздуха, а его растворы – как антисептик и как средство для нанесения меди на металлические изделия. Он также используется при изготовлении металлической меди повышенной чистоты. Поэтому сульфат меди производят в промышленных масштабах.

Одним из методов производства является окисление металлической меди в разбавленной серной кислоте, через которую активно продувается воздух:

Очень редко в таком методе используют именно самородную медь. Обычно это переплавленная или очищенная иным методом медь, выделенная путём вторичной переработки цветного металлолома.

Другой метод – растворение в серной кислоте оксида меди, который, в свою очередь, получают обжигом сульфида меди:

Однако можно проводить и так называемый сульфатизирующий обжиг, когда сульфид сразу превращается в сульфат:

Исходное сырьё – оксид и сульфид меди – встречается в природе в виде руд, а также легко может быть получено из медного лома при вторичной переработке.

Выбор метода получения сульфата меди зачастую определяется местом его производства. Если завод находится в городе или вблизи него, то в качестве исходного материала используют цветной металлолом, содержащий много меди. Когда же производство находится возле шахт, то в качестве сырья выступают медные руды.

Подпишитесь на наборы MEL Chemistry и проведите эти опыты у себя дома!

Источник

Сульфат меди(II)

Из Википедии — свободной энциклопедии

Общие Систематическое
наименование Сульфат меди​(II)​ Традиционные названия пентагидрат: «медный купорос» Хим. формула CuSO₄ Рац. формула CuSO₄ Физические свойства Состояние кристаллическое Молярная масса 159,609 (сульфат) 249.685 (пентагидрат) г/моль Плотность 3,64 г/см³ Твёрдость 2,5 [1] Термические свойства Температура • разложения выше 650 °C Химические свойства Константа диссоциации кислоты p K a <\displaystyle pK_> 5⋅10 −3 Структура Координационная геометрия Октаэдрическая Кристаллическая структура безв. — ромбическая
пентагидрат — триклинная пинакоидальная
тригидрат — моноклинная Классификация Рег. номер CAS 7758-98-7 PubChem 24462 Рег. номер EINECS 231-847-6 SMILES Кодекс Алиментариус E519 RTECS GL8800000 ChEBI 23414 ChemSpider 22870 Безопасность Предельная концентрация в воздухе: мр 0,009, сс 0,004; в воде: 0,001 ЛД₅₀

крысы, орально [2] [3] : 300 мг/кг

мыши, орально: 87 мг/кг Токсичность Умеренно токсичен, ирритант, опасен для окружающей среды Пиктограммы ECB NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. Медиафайлы на Викискладе

Сульфа́т ме́ди(II) (медь (II) серноки́слая, традиционное название кристаллогидрата — ме́дный купоро́с) — неорганическое соединение, медная соль серной кислоты с формулой CuSO₄.

Нелетучее вещество, не имеет запаха. В безводном виде — белый порошок, очень гигроскопичное. В виде кристаллогидратов — прозрачные негигроскопичные кристаллы различных оттенков синего. На воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду). Имеет горьковато-металлический вяжущий вкус.

Сульфат меди(II) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется в виде голубого пентагидрата CuSO₄·5H₂O (медный купоро́с). Токсичность медного купороса для теплокровных животных относительно невысока, в то же время он высокотоксичен для рыб.

Обладает дезинфицирующими, антисептическими, вяжущими свойствами. Применяется в медицине, в растениеводстве как антисептик, фунгицид или медно-серное удобрение.

Источник