TEMBAGA SULFAT (CUSO4): STRUKTUR, SIFAT, PEROLEHAN, PENGGUNAAN - KIMIA - 2025

The tembaga sulfat adalah senyawa anorganik yang terdiri dari unsur-unsur tembaga (Cu), sulfur (S) dan oksigen (O). Rumus kimianya adalah CuSO ₄ . Tembaga berada dalam bilangan oksidasi +2, sulfur +6, dan oksigen bervalensi -2.

Ini adalah padatan putih yang ketika terkena kelembaban di lingkungan berubah menjadi pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Padatan putih diperoleh dengan memanaskan warna biru untuk menghilangkan air.

Tembaga sulfat anhidrat (CuSO ₄ ) (tanpa air dalam struktur kristalnya). W. Oelen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Ini telah digunakan sebagai agen antibakteri selama berabad-abad untuk menyembuhkan luka pada manusia dan hewan. Ia juga bekerja sebagai fungisida, astringent, antidiare dan mengendalikan penyakit usus pada hewan. Ini juga digunakan sebagai agen antijamur pada tanaman.

Namun, sebagian penggunaannya telah dihentikan karena kelebihannya dapat menjadi racun bagi manusia, hewan dan tumbuhan. Kisaran konsentrasi yang dapat digunakan sempit dan bergantung pada spesiesnya.

Ini digunakan sebagai katalis dalam reaksi kimia dan sebagai pengering untuk pelarut. Ini memungkinkan untuk meningkatkan ketahanan dan fleksibilitas beberapa polimer.

Senyawa ini dalam jumlah berlebihan dapat berbahaya di tanah, karena beracun bagi mikroorganisme yang bermanfaat bagi tanaman.

Struktur

Tembaga sulfat terdiri dari ion tembaga (Cu ²⁺ ) dan ion sulfat (SO ₄ ^2- ).

Struktur ionik tembaga (II) sulfat. Penulis: Marilú Stea.

Karena hilangnya dua elektron, ion tembaga (II) memiliki konformasi elektronik berikut:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁹

Dapat dilihat bahwa ia memiliki orbital 3d yang tidak lengkap (ia memiliki 9 elektron, bukan 10).

Tata nama

• Tembaga sulfat anhidrat
• Tembaga (II) sulfat
• Cupric sulfate

Properti

Keadaan fisik

Padatan putih atau putih kehijauan dalam bentuk kristal.

Berat molekul

159,61 g / mol

Titik lebur

Pada 560 ° C ia terurai.

Massa jenis

3,60 g / cm ³

Kelarutan

22 g / 100 g air pada 25 ° C. Tidak larut dalam etanol.

Sifat kimiawi

Ketika terkena kelembaban udara di bawah 30 ° C, itu menjadi senyawa pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Larutan berairnya berwarna biru karena pembentukan ion hexaacuocopper (II) ²⁺ yang menghasilkan pewarnaan tersebut. Dalam ion ini, dua molekul air berada lebih jauh dari atom logam daripada empat lainnya.

Struktur ion hexaacuocopper (II) ^{2+ yang} cacat . Benjah-bmm27 / Domain publik. Sumber: Wikimedia Commons.

Hal ini disebabkan oleh efek Jahn-Teller, yang memprediksikan bahwa sistem jenis ini akan mengalami distorsi yang disebabkan oleh fakta bahwa Cu ²⁺ memiliki struktur elektronik yang berakhir pada d ⁹ , yaitu orbital yang tidak lengkap (akan lengkap jika akan menjadi d ¹⁰ ).

Jika amonia (NH ₃ ) ditambahkan ke larutan ini, kompleks terbentuk di mana NH _{3 secara} berturut-turut menggantikan molekul air. Mereka dibentuk misalnya dari ²⁺ hingga ²⁺ .

Ketika CuSO ₄ dipanaskan hingga dekomposisi, ia mengeluarkan gas beracun dan berubah menjadi CuO oksida kupri.

Memperoleh

Tembaga sulfat anhidrat dapat diperoleh dengan dehidrasi total senyawa pentahidrat, yang dicapai dengan memanaskannya sampai molekul air menguap.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O + panas → CuSO ₄ + 5 H ₂ O ↑

Senyawa pentahidrasi berwarna biru, sehingga ketika air kristalisasi hilang, diperoleh CuSO ₄ anhidrat putih.

Aplikasi

Beberapa kegunaannya tumpang tindih dengan senyawa pentahidrat. Yang lainnya khusus untuk zat anhydrous.

Sebagai agen antibakteri

Ini memiliki potensi sebagai agen antimikroba. Ini telah digunakan selama ribuan tahun, termasuk dalam budaya Amerika Selatan dan Tengah, untuk mencegah infeksi luka dengan menggunakan kain kasa yang dibasahi larutan senyawa ini.

Diperkirakan bahwa dalam mekanisme aktivitas antibakterinya, ion Cu ²⁺ membentuk kelat dengan enzim yang sangat penting untuk fungsi seluler bakteri, sehingga menonaktifkannya. Mereka juga menginduksi pembentukan radikal hidroksil OH •, yang merusak membran bakteri dan DNA mereka.

CuSO ₄ dapat bekerja melawan beberapa bakteri patogen. Penulis: Gerd Altmann. Sumber: Pixabay.

Baru-baru ini dilaporkan bahwa jejak CuSO ₄ dapat meningkatkan aktivitas antimikroba dari produk alami yang kaya akan polifenol, seperti ekstrak buah delima dan infus beberapa jenis tanaman teh.

Dalam aplikasi kedokteran hewan

Ini digunakan sebagai antiseptik dan astringent untuk selaput lendir dan untuk mengobati konjungtivitis dan otitis eksternal. Ini digunakan untuk melakukan mandi terapeutik atau profilaksis untuk menghindari pembusukan kaki sapi, domba dan mamalia lainnya.

Larutan air CuSO ₄ digunakan untuk menyembuhkan kuku sapi. Penulis: Ingrid und Stefan Melichar. Sumber: Pixabay.

Ini berfungsi sebagai agen kaustik untuk massa nekrotik pada tungkai sapi, ulkus stomatitis dan jaringan granular ini. Ini digunakan sebagai fungisida dalam pengobatan kurap dan penyakit jamur pada kulit.

Ini juga digunakan sebagai emetik (agen untuk menyebabkan muntah) pada babi, anjing dan kucing; sebagai astringen antidiare untuk anak sapi dan untuk mengontrol moniliasis usus pada unggas dan trikomoniasis pada kalkun.

Sebagai suplemen dalam pakan ternak

Tembaga sulfat telah digunakan sebagai suplemen dalam jumlah yang sangat kecil untuk memberi makan sapi, babi, dan unggas. Ini digunakan untuk mengobati kekurangan tembaga pada ruminansia. Dalam kasus babi dan unggas, ini digunakan sebagai stimulan pertumbuhan.

Tembaga telah diidentifikasi sebagai esensial untuk biosintesis hemoglobin mamalia, struktur kardiovaskular, sintesis kolagen tulang, sistem enzim, dan reproduksi.

Seperti disebutkan di bagian sebelumnya, ini juga dapat diberikan sebagai obat pengendalian penyakit. Namun, suplementasi dan / atau tingkat pengobatan harus dipantau secara ketat.

Unggas dan telurnya dapat dipengaruhi oleh kelebihan tembaga sulfat dalam makanannya. Penulis: Pexels. Sumber: Pixabay.

Dari jumlah tertentu yang bergantung pada masing-masing spesies, pertumbuhan menurun, kehilangan nafsu makan dan berat badan, kerusakan organ tertentu bahkan kematian hewan dapat terjadi.

Misalnya, pada ayam, suplementasi 0,2% atau lebih mengurangi asupan makanannya dengan konsekuensi penurunan berat badan, penurunan produksi telur dan ketebalan cangkang mereka.

Dalam aplikasi pertanian

Dalam sistem produksi organik tidak diperbolehkan menggunakan fungisida sintetis, hanya produk berbahan dasar tembaga dan belerang yang diterima, seperti tembaga sulfat.

Misalnya, jamur tertentu yang menyerang tanaman apel, seperti Venturia inaequalis, dibunuh dengan senyawa ini. Ion Cu ²⁺ diduga dapat memasuki spora jamur, mengubah sifat protein, dan memblokir berbagai enzim.

Tembaga sulfat digunakan untuk memerangi beberapa jamur yang menyerang apel. Algirdas di lt.wikipedia / Domain publik. Sumber: Wikimedia Commons.

Pentingnya tembaga pada tumbuhan

Unsur tembaga penting dalam proses fisiologis tumbuhan seperti fotosintesis, respirasi dan pertahanan terhadap antioksidan. Baik kekurangan unsur ini maupun kelebihannya menghasilkan spesies oksigen reaktif yang berbahaya bagi molekul dan strukturnya.

Kisaran konsentrasi tembaga untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang optimal sangat sempit.

Efek merugikan pada pertanian

Ketika produk ini digunakan secara berlebihan dalam kegiatan pertanian dapat menjadi fitotoksik, menyebabkan perkembangan buah yang prematur dan berubah warna.

Selain itu, tembaga terakumulasi di dalam tanah dan beracun bagi mikroorganisme dan cacing tanah. Ini bertentangan dengan konsep pertanian organik.

Meskipun CuSO ₄ digunakan dalam pertanian organik, namun dapat berbahaya bagi cacing tanah. Penulis: Patricia Maine Degrave. Sumber: Pixabay.

Dalam katalisis reaksi kimia

CuSO ₄ anhidrat berfungsi sebagai katalisator untuk berbagai reaksi senyawa karbonil organik dengan diol atau epoksida, membentuk dioksolana atau asetonida. Berkat senyawa ini, reaksi dapat dilakukan dalam kondisi ringan.

Contoh reaksi dimana CuSO ₄ anhidrat bertindak sebagai katalis. Penulis: Marilú Stea.

Juga telah dilaporkan bahwa aksi katalitiknya memungkinkan untuk mendehidrasi alkohol sekunder, tersier, benzilik dan alilik menjadi olefin yang sesuai. Reaksi dilakukan dengan sangat sederhana.

Alkohol murni dipanaskan bersama dengan CuSO ₄ anhidrat pada suhu 100-160 ° C selama 0,5-1,5 jam. Hal ini menyebabkan dehidrasi alkohol dan olefin didistilasi murni dari campuran reaksi.

Dehidrasi alkohol oleh tembaga (II) sulfat anhidrat. Penulis: Marilú Stea.

Sebagai agen dehidrasi

Senyawa ini digunakan di laboratorium kimia sebagai pengering. Ini digunakan untuk mendehidrasi cairan organik seperti pelarut. Ini menyerap air, membentuk senyawa pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Ketika CuSO ₄ anhidrat putih menyerap air, ia berubah menjadi senyawa pentahidrat biru CuSO ₄ .5H ₂ O. Crystal Titan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Untuk meningkatkan polimer

Anhydrous CuSO ₄ telah digunakan untuk memperbaiki sifat polimer tertentu sekaligus memungkinkannya untuk didaur ulang.

Misalnya, partikel senyawa dalam aseton telah dicampur dengan karet akrilonitril-butadiena dalam penggilingan khusus, mencoba membuat partikel CuSO _{4 menjadi} sangat kecil.

Tembaga sulfat meningkatkan titik ikatan polimer, membentuk campuran dengan kekuatan tinggi, kekerasan dan fleksibilitas yang mengejutkan.

Dalam aplikasi terapeutik dihentikan

Di masa lalu, larutan tembaga sulfat digunakan untuk pembilasan lambung ketika seseorang menderita keracunan fosfor putih. Namun, larutan tersebut segera diaduk untuk menghindari keracunan tembaga.

Larutan senyawa ini juga digunakan bersama dengan zat lain untuk aplikasi topikal pada luka bakar kulit fosfor.

Kadang-kadang mereka melayani dalam bentuk anemia gizi tertentu pada anak-anak dan defisiensi tembaga pada subyek yang menerima nutrisi parenteral, yaitu orang yang tidak dapat makan sendiri melalui mulut.

Losion eksim, impetigo, dan intertrigo tertentu mengandung CuSO ₄ . Solusinya digunakan sebagai astringent pada infeksi mata. Terkadang kristal dioleskan langsung ke luka bakar atau borok.

Semua aplikasi ini tidak lagi dilakukan karena toksisitas yang disebabkan oleh kelebihan senyawa ini.

Referensi

1. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Tembaga sulfat. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (editor) (2003). Buku Pegangan CRC Kimia dan Fisika. 85 ^th CRC Press.
3. Montag, J. et al. (2006). Studi In Vitro tentang Aktivitas Pasca Infeksi Tembaga Hidroksida dan Tembaga Sulfat terhadap Konidia Venturia inaequalis. J. Agric. Food Chem.2006, 54, 893-899. Dipulihkan dari link.springer.com.
4. Holloway, AC dkk. (2011). Peningkatan aktivitas antimikroba teh putih utuh dan sub-fraksinasi dengan penambahan tembaga (II) sulfat dan vitamin C terhadap Staphylococcus aureus; pendekatan mekanistik. BMC Complement Altern Med 11, 115 (2011). Dipulihkan dari bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com.
5. Sanz, A. dkk. (2018). Mekanisme pengambilan tembaga transporter COPT afinitas tinggi Arabidopsis thaliana. Protoplasma 256, 161-170 (2019). Dipulihkan dari link.springer.com.
6. Griminger, P. (1977). Pengaruh tembaga sulfat pada produksi telur dan ketebalan cangkang. Ilmu Unggas 56: 359-351, 1977. Diperoleh dari Academic.oup.com.
7. Hanzlik, RP dan Leinwetter, M. (1978). Reaksi Epoksida dan Senyawa Karbonil yang Dikatalisis oleh Tembaga Sulfat Anhidrat. J. Org. Chem., Vol.43, No.3, 1978. Diperoleh dari pubs.acs.org.
8. Okonkwo, AC dkk. (1979). Kebutuhan Tembaga Bayi Babi yang Diberi Pakan Dimurnikan. The Journal of Nutrition, Volume 109, Edisi 6, Juni 1979, Halaman 939-948. Dipulihkan dari academ.oup.com.
9. Hoffman, RV dkk. (1979). Tembaga Anhidrat (II) Sulfat: Katalis Efisien untuk Dehidrasi Alkohol Fase Cair. J. Org. Chem., 1980, 45, 917-919. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
10. Shao, C. dkk. (2018). Peningkatan kekuatan tarik karet akrilonitril-butadiena / komposit tembaga sulfat anhidrat yang dibuat dengan koordinasi ikatan silang. Polym. Banteng. 76, 1435-1452 (2019). Dipulihkan dari link.springer.com.
11. Taruhan, JW et al. (2018). Antibakteri Baru: Alternatif untuk Antibiotik Tradisional. Tembaga. Dalam Kemajuan dalam Fisiologi Mikroba. Dipulihkan dari sciencedirect.com
12. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
13. Google Sites. Buat Tembaga Sulfat Anhidrat. Dalam Kimia Rumah Paradoks. Dipulihkan dari sites.google.com.