TEMBAGA SULFAT PENTAHIDRAT: STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The tembaga sulfat pentahidrat merupakan senyawa anorganik yang terdiri dari unsur-unsur tembaga (Cu), sulfur (S), oksigen (O) dan air (H ₂ O). Ini mengandung ion tembaga (II) (Cu ²⁺ ) dan sulfat (SO ₄ ^2- ). Rumus kimianya adalah CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Di alam itu ditemukan membentuk mineral chalcantite atau kalsantit, juga disebut chalclase atau calclasse. Ini adalah padatan kristal biru.

Kristal tembaga sulfat pentahidrat CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Penulis: Überraschungsbilder. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini digunakan sebagai suplemen makanan untuk beberapa hewan seperti ruminansia, babi dan unggas. Di bidang pertanian itu berfungsi sebagai pestisida. Dalam kegiatan penambangan memungkinkan untuk memulihkan logam lain.

Karena warnanya yang biru, ini digunakan untuk mewarnai kain dan logam. Ini telah digunakan untuk mengendapkan tembaga metalik pada serat selulosa untuk mendapatkan kain penghantar listrik. Ini juga digunakan untuk menyiapkan nanopartikel tembaga dan oksida, dengan berbagai aplikasi.

Dalam konsentrasi tinggi dapat menjadi racun bagi fauna dan flora, oleh karena itu terkadang digunakan untuk membasmi hama (hewan atau tumbuhan) dari lingkungan perairan seperti laguna dan kolam alami.

Struktur

Senyawa ini dibentuk oleh unsur tembaga dalam keadaan oksidasi +2 dan anion sulfat. Yang terakhir memiliki atom belerang dengan valensi +6 dikelilingi oleh empat atom oksigen, masing-masing dengan valensi -2. Dengan cara ini, ion sulfat memiliki dua muatan negatif.

Ia juga memiliki 5 molekul air dalam strukturnya. Pada gambar berikut, Anda dapat melihat bagaimana berbagai atom tersusun dalam kristal.

Struktur CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Penulis: Smokefoot. Sumber: Wikimedia Commons.

Cu ²⁺ (bola oranye) dikoordinasikan secara simultan dengan 4 molekul H ₂ O (oksigen = merah; hidrogen = putih) dan dengan 2 atom oksigen SO ₄ ^2- (sulfur = kuning). Pada gambar salah satu molekul H ₂ O tampak bebas tetapi merupakan bagian dari struktur kristal.

Tata nama

Mineral kalsantit CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Penulis: Archaeodontosaurus. Sumber: Wikimedia Commons.

• Tembaga sulfat pentahidrat
• Tembaga (II) mencukupi pentahidrat
• Bluejack
• Batu biru (dari batu biru Inggris)
• Kalsantit, kalsantit, chalclase, atau kalklas

Properti

Keadaan fisik

Padatan kristal biru.

Berat molekul

249,686 g / mol

Titik lebur

Saat mencapai suhu 110 ºC, ia terurai.

Massa jenis

2.286 g / cm ³

Kelarutan

Larut dalam air: 22,0 g / 100 g air pada 25 ° C. Larut dalam metanol (CH ₃ OH). Sedikit larut dalam etanol (CH ₃ CH ₂ OH).

Sifat kimiawi

Ketika senyawa ini mengalami kontak dengan air, senyawa ini larut membentuk ion Cu ²⁺ dan SO ₄ ^2- . Kelarutannya dalam air menurun secara signifikan jika asam sulfat ada di dalam air.

H ₂ SO ₄ menghasilkan ion SO ₄ ^2- dan keberadaannya menghasilkan efek "ion umum", karena ion ini terdapat dalam tembaga sulfat pentahidrat. Pembubaran dapat diungkapkan seperti ini:

CuSO _{4 •} 5H ₂ O (padat) + air ⇔ Cu ²⁺ + SO ₄ ^2- + air

Oleh karena itu, jika SO ₄ ^2- asam sulfat sudah ada dalam larutan , kesetimbangan bergeser ke kiri, yaitu ke arah pembentukan padatan dan kelarutannya menurun.

Memperoleh

Salah satu cara untuk memperoleh tembaga sulfat pentahidrat adalah dengan melarutkan mineral malachite dalam air asam sulfat (H ₂ SO ₄ ) pada suhu yang terkontrol. Malachite mengandung Cu ₂ (OH) ₂ CO ₃ dengan pengotor lain, seperti besi.

Larutan tembaga (II) tidak murni diolah dengan hidrogen peroksida (H ₂ O ₂ ) untuk memastikan bahwa kotoran besi (II) (Fe ²⁺ ) diubah menjadi besi (III) (Fe ³⁺ ). Yang terakhir diendapkan dalam bentuk besi hidroksida (Fe (OH) ₃ ) menggunakan natrium hidroksida (NaOH).

Pengendapan berarti bahwa partikel dari padatan yang tidak larut terbentuk dalam larutan, yang jatuh ke dasar wadah yang berisi itu.

Penampilan larutan terkonsentrasi CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Penulis: PublicDomainPictures. Sumber: Pixabay.

Campuran yang dihasilkan disaring untuk menghilangkan padatan Fe (OH) ₃ dan sisa cairan diolah dengan etanol (C ₂ H ₅ OH), metanol (CH ₃ OH) atau asam sulfat untuk mengendapkan semua ion Cu ²⁺ sebagai dari CuSO _{4 •} 5H ₂ O.

Ketika etanol ditambahkan misalnya, air tersedia lebih sedikit sehingga ion Cu ²⁺ dan SO ₄ ^2- berada dalam larutan dan cenderung berikatan. Bertindak sebagai dehidrator. Semakin banyak etanol yang Anda tambahkan, semakin padat bentuknya.

Padatan yang diendapkan dapat direkristalisasi untuk pemurnian. Untuk melakukan ini, dilarutkan dalam air pada suhu 80-90 ° C dan kemudian larutan didinginkan hingga 25-30 ° C. Senyawa pentahidrat mengendap kembali dan kotoran tetap berada dalam larutan.

Aplikasi

Ini memiliki berbagai aplikasi komersial.

Di bidang pertanian ini berfungsi sebagai pestisida, insektisida, herbisida, fungisida, pembasmi kuman dan aditif tanah. Dalam terapi hewan, ini digunakan sebagai anthelmintik, fungisida dan muntah (menyebabkan muntah).

Ini digunakan sebagai pigmen biru atau hijau dalam pewarna dan pewarna, sebagai mordan dalam pewarnaan kain dan logam. Juga sebagai toner pencetakan foto dan sebagai reagen untuk mengintensifkan negatif.

Ini digunakan dalam kegiatan penambangan sebagai reagen flotasi untuk pemulihan seng dan timbal. Ini digunakan untuk menghasilkan senyawa tembaga lainnya, digunakan dalam penyamakan kulit dan untuk mengawetkan kayu.

Dalam pakan ternak

Senyawa ini digunakan dalam makanan babi dalam jumlah yang sangat kecil sebagai pemacu pertumbuhan, terutama pada fase pasca penyapihan. Mekanisme yang menyebabkan efek ini masih belum diketahui.

Beberapa peneliti mengklaim bahwa itu mengurangi populasi bakteri patogen atau berbahaya di usus hewan dan karenanya mendukung pertumbuhan mereka.

Dengan CuSO _{4 •} 5H ₂ O, perkembangan anak babi yang disapih dapat ditingkatkan. Penulis: MabelAmber. Sumber: Pixabay.

Sarjana lain menunjukkan bahwa itu meningkatkan kesehatan usus hewan-hewan ini, tetapi beberapa penelitian menunjukkan bahwa injeksi tembaga intravena juga meningkatkan pertumbuhan mereka.

Ini juga telah digunakan untuk tujuan yang sama pada unggas, dan telah digunakan dalam defisiensi tembaga pada ruminansia.

Dalam sintesis nanopartikel

Tembaga sulfat pentahidrat telah digunakan untuk mendapatkan nanopartikel campuran tembaga dan tembaga (I) oksida (Cu / Cu ₂ O).

Partikel nano adalah struktur yang sangat kecil yang hanya dapat dilihat melalui mikroskop elektron.

Serbuk Cu / Cu ₂ O dalam bentuk nanopartikulat digunakan dalam katalisis atau percepatan reaksi kimia, dalam semikonduktor dan bahan antimikroba, di antara aplikasi lainnya.

Dalam studi untuk pengendalian hama

CuSO _{4 •} 5H ₂ O telah digunakan dalam percobaan untuk mengevaluasi toksisitasnya terhadap siput dari spesies Pomacea canaliculata.

Ini adalah moluska asli daerah tropis Amerika Selatan yang menghuni berbagai jenis ekosistem, dari rawa dan laguna hingga danau dan sungai.

Mereka dipelajari karena beberapa parasit manusia inang seperti Schistosoma mansoni (trematoda yang menyebabkan penyakit bilharzia). Siput juga bisa berbahaya bagi tanaman pertanian di daerah banjir.

Cangkang keong Pomacea canaliculata. H. Zell / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Telur disimpan oleh siput di tanaman air. Siput ini terkadang merupakan hama yang dapat dikendalikan dengan CuSO _{4 •} 5H ₂ O. Shan Lv, National Institute of Parasitic Diseases / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). Sumber: Wikimedia Commons.

Menurut penelitian yang ditinjau, larutan air tembaga sulfat pentahidrat sangat beracun bagi siput ini, sehingga senyawa ini dapat digunakan untuk menghilangkan moluska dari area yang terinfeksi.

Menurut beberapa penelitian, hal ini karena siput tidak membutuhkan ion tembaga, jadi kontak dengan ion ini saja sudah cukup untuk menyebabkan kematian hewan.

Pada kain penghantar listrik

Senyawa ini telah digunakan untuk memperoleh bahan tekstil dengan sensor listrik terintegrasi. Jenis kain ini digunakan dalam perangkat penyimpanan listrik, sensor tekanan, detektor foto, dan layar pemancar cahaya.

Untuk mendapatkan kain penghantar listrik, serat selulosa tenunan semi sintetis yang disebut "Lyocell" dilapisi dengan tembaga metalik. Pelapisan dilakukan dengan cara non elektrolitik dimulai dari larutan CuSO4 • 5H2O dan senyawa kimia pembantu lainnya.

Serat Lyocell. Jenis kain ini digunakan dalam pengujian pelapisan tembaga. Dobrozhinetsky / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Bahan yang diperoleh dengan cara ini dapat mentransfer sinyal listrik bahkan dalam kondisi deformasi atau peregangan sambil mempertahankan konduktivitas tinggi.

Efek terhadap lingkungan

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, CuSO _{4 •} 5H ₂ O, jika dilarutkan dalam air, menghasilkan ion tembaga (II).

Meskipun tembaga sangat penting dalam konsentrasi rendah untuk aktivitas seluler organisme hidup, dalam konsentrasi tinggi dapat menjadi racun dan bahkan menyebabkan kematian.

Oleh karena itu, keberadaan ion tersebut di lingkungan merupakan risiko bagi hewan dan tumbuhan. Dalam ekosistem akuatik, dapat berbioakumulasi pada makhluk hidup dan rantai makanan, menyebabkan kerusakan.

CuSO _{4 •} 5H ₂ O bisa berbahaya bagi lingkungan air. Penulis: JamesDeMers. Sumber: Pixabay.

Padahal, pada pengalaman tertentu ditemukan bahwa pencemaran lingkungan perairan dengan tembaga sulfat pentahidrat menyebabkan biomassa tumbuhan air tertentu menurun.

Artinya tanaman tumbuh lebih sedikit dengan adanya garam ini dalam konsentrasi tinggi.

Referensi

1. Lide, DR (editor) (2003). Buku Pegangan CRC Kimia dan Fisika. 85 ^th CRC Press.
2. Kokes, H. et al. (2014). Pelarutan tembaga dan besi dari bijih perunggu dan pengendapan tembaga sulfat pentahidrat dengan proses kimiawi. Teknik Sains dan Teknologi, Jurnal Internasional. 2014; 17 (1): 39-44. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
3. Alves de Azevedo B., JP dan Peixoto, MN (2015). Reduksi biomassa Salvinia molesta yang terpapar tembaga sulfat pentahidrat ( CuSO ₄ .5H ₂ O). Rev. Ambient. Air 2015; 10 (3): 520-529. Dipulihkan dari doaj.org.
4. Root, W. et al. (2019). Sensor Regangan Tekstil Fleksibel Berdasarkan Kain Selulosa Jenis Lyocell Berlapis Tembaga. Polimer 2019, 11, 784. Diperoleh dari mdpi.com.
5. Pitelli, RA dkk. (2008). Toksisitas akut tembaga sulfat dan ekstrak air daun nimba kering pada siput (Pomacea canaliculata). Acta Sci. Berbagai Sci. 2008; 30 (2): 179-184. Dipulihkan dari doaj.org.
6. Badawy, SM dkk. (2015). Sintesis, Karakterisasi dan Aktivitas Katalitik Nanopartikel Cu / Cu2O yang Disiapkan Dalam Media Berair. Buletin Teknik Reaksi Kimia & Katalisis. 2015; 10 (2): 169-174. Dipulihkan dari doaj.org.
7. Justel, FJ et al (2014). Kelarutan dan sifat fisik larutan jenuh dalam sistem tembaga sulfat + asam sulfat + air laut pada temperatur yang berbeda. Jurnal Teknik Kimia Brasil. 2015; 32 (3): 629-635. Dipulihkan dari doaj.org.
8. Park, CS dan Kim, BG (2016). Kelarutan In vitro Tembaga (II) Sulfat dan Dikopper Klorida Trihidroksida untuk Babi. Australas Asia. J. Anim. Sci. 2016; 29 (11): 1608-1615. Dipulihkan dari doaj.org.
9. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Tembaga sulfat pentahidrat. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Wikipedia (2020). Kalsantit. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.