Sulfat de cupru

Sulfatul de cupru, cunoscut și sub numele de piatră vânătă, este o sare a cuprului cu acidul sulfuric, cu formula chimică CuSO₄.

Obținere

Sulfatul de cupru (II) se obține în urma reacției oxidului de cupru sau a cuprului cu acidul sulfuric. Iată ecuația reacției chimice:
$\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$
$\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

În industrie se obține prin tratarea cuprului cu acid sulfuric diluat în prezență de aer. E o metodă mai avantajoasă pentru că se face economie de acid sulfuric.

Purificarea sulfatului de cupru - separarea de impuritățile izomorfe

Sulfat de cupru cristalizat

Sulfatul de cupru obținut experimental sau cel comercial este impurificat izomorf cu FeSO₄. Reactivul CuSO₄·5H₂O de puritate analitică (p.a.) nu conține Fe²⁺.

Purificarea substanțelor impurificate izomorf nu se mai poate face doar printr-o simplă recristalizare. Purificarea se poate realiza printr-un număr mare de recristalizări deoarece cele două săruri nu se găsesc în același raport în cristale (soluții solide) și în soluția apoasă (sau într-un alt solvent).

O altă cale mai bună este transformarea substanței care impurifică într-o altă combinație chimică care nu mai este izomorfă cu sarea supusă purificării. În cazul nostru, CuSO₄ impurificat cu FeSO₄, se poate oxida impuritatea la Fe₂(SO₄)₃, prin fierberea unei soluții obținută din substanța impură cu PbO₂(s) (oxidant). Fe₂(SO₄)₃ nu este izomorf cu CuSO₄. Se filtrează și se separă agentul oxidant, iar din soluția obținută cristalizează CuSO₄·5H₂O care nu mai conține FeSO₄. La recristalizare se obține CuSO₄·5H₂O pur. Compusul Fe₂(SO₄)₃ se mai poate separa prin tratare cu o suspensie de BaCO₃ în apă, când Fe(III) precipită ca Fe(OH)₃, iar SO₄^2- precipită ca BaSO₄:

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}$

Determinarea purității

Puritatea CuSO₄·5H₂O se determină prin dozarea Cu(II) prin metoda iodometrică. Metoda se bazează pe oxidarea anionilor de iodură (I^–) la iod elementar (I₂(s)) de către ionii Cu(II)(aq), urmată de titrarea iodului cu o soluție apoasă 0.1 N de tiosulfat de sodiu cu F cunoscut în prezență de amidon (indicatorul) conform reacțiilor:
$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{K}\mathrm{I}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{I}\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{)}\mathrm{+}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}$
${\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}$

Utilizare

Piatra vânătă este folosită:

• la fabricarea de zeamă bordeleză împreună cu hidroxidul de calciu (varul stins);
• ca reactiv în chimia anorganică;
• ca mijloc de identificare pentru apă (cel anhidru);
• la obținerea altor săruri de cupru.

Note

Articolul se referă la sulfatul de cupru divalent în forma anhidră și pentahidrată.

Bibliografie

• Seilnacht.com