Síran měďnatý

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Síran měďnatý (chemický vzorec CuSO₄) je anorganická sloučenina, konkrétně sůl kyseliny sírové a dvojmocné mědi. V bezvodém stavu je to bílý prášek, který pohlcováním vzdušné vlhkosti postupně modrá. Mnohem známější je jeho hydratovaná forma, pentahydrát (CuSO₄·5H₂O), která tvoří velké, sytě modré krystaly a je běžně známá pod triviálním názvem modrá skalice. Jedná se o jednu z nejběžnějších a nejvýznamnějších sloučenin mědi s širokým využitím v průmyslu, zemědělství i v laboratořích.

📜 Historie

Síran měďnatý je známý již od starověku. Alchymisté jej znali pod názvem "měděný vitriol" nebo "modrý vitriol". Získávali ho loužením měděných rud ve slabých roztocích kyseliny sírové, která vznikala například zvětráváním sirných minerálů. Systematická výroba a studium jeho vlastností však začaly až s rozvojem moderní chemie v 18. a 19. století.

Objev jeho fungicidních vlastností na konci 19. století znamenal revoluci v zemědělství, zejména v vinařství. Směs síranu měďnatého a hašeného vápna, známá jako Bordeauxská jícha, se stala klíčovým prostředkem v boji proti plísni révové, která devastovala evropské vinice.

🧪 Vlastnosti

💧 Hydráty a barva

Nejcharakterističtější vlastností síranu měďnatého je jeho schopnost tvořit hydráty, tedy vázat na sebe molekuly vody.

Bezvodý síran měďnatý (CuSO₄): Je to bílý nebo našedlý hygroskopický prášek. Při kontaktu s vodou se zbarvuje do modra, čehož se využívá jako jednoduchého kvalitativního důkazu přítomnosti vody v organických rozpouštědlech.
Pentahydrát síranu měďnatého (CuSO₄·5H₂O): Jedná se o nejběžnější a nejstabilnější formu, známou jako modrá skalice. Tvoří velké, průhledné, trojklonné (triklinické) krystaly sytě modré barvy. Modrá barva je způsobena přítomností komplexního iontu [Cu(H₂O)₄]²⁺, kde je ion mědi obklopen čtyřmi molekulami vody. Pátá molekula vody je vázána vodíkovými můstky.

Při zahřívání modrá skalice postupně ztrácí krystalovou vodu v několika krocích:

Při cca 110 °C přechází na světle modrý trihydrát (CuSO₄·3H₂O).
Při cca 150 °C vzniká modrobílý monohydrát (CuSO₄·H₂O).
Nad 200 °C se veškerá krystalová voda uvolní a vzniká bezvodý bílý síran měďnatý.
Při teplotách nad 650 °C se rozkládá na oxid měďnatý (CuO) a oxid sírový (SO₃).

🔬 Chemické vlastnosti

Vodný roztok síranu měďnatého je mírně kyselý v důsledku hydrolýzy měďnatého kationtu.

[Cu(H₂O)₆]²⁺ + H₂O ⇌ [Cu(H₂O)₅(OH)]⁺ + H₃O⁺

Síran měďnatý ochotně reaguje s kovy, které jsou v Beketovově řadě kovů reaktivnější než měď (např. železo, zinek, hliník). Během této redoxní reakce (tzv. cementace) se méně ušlechtilý kov rozpouští a měď se z roztoku vylučuje v elementární podobě.

Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

Tato reakce je často předváděna jako školní pokus, kdy se železný hřebík ponořený do roztoku modré skalice pokryje červenou vrstvičkou vyloučené mědi.

⚙️ Výroba

Průmyslově se síran měďnatý vyrábí několika způsoby: 1. Rozpouštěním měděného odpadu nebo oxidu měďnatého ve zředěné kyselině sírové za probublávání vzduchu, který slouží jako oxidační činidlo.

   :2 Cu + 2 H₂SO₄ + O₂ → 2 CuSO₄ + 2 H₂O

2. Reakcí mědi s horkou koncentrovanou kyselinou sírovou. Tato reakce je méně ekonomická, protože se část kyseliny spotřebuje na produkci toxického oxidu siřičitého.

   :Cu + 2 H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O

3. Jako vedlejší produkt při elektrolytické rafinaci mědi.

V laboratorním měřítku se připravuje nejčastěji rozpouštěním oxidu měďnatého, hydroxidu měďnatého nebo uhličitanu měďnatého v kyselině sírové.

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

💡 Využití

Síran měďnatý má velmi široké spektrum použití.

🌿 Zemědělství a zahradnictví

Fungicid: Jeho nejvýznamnější použití je v ochraně rostlin proti houbovým a plísňovým chorobám. Je klíčovou složkou Bordeauxské jíchy (směs s vápenným mlékem), která se používá k postřiku vinné révy, brambor, rajčat a dalších plodin.
Herbicid a algicid: Používá se k likvidaci řas v bazénech, vodních nádržích, jezírkách a rýžovištích.
Moluskocid: Je účinný proti slimákům a plžům.
Hnojivo: Dodává do půdy měď jako stopový prvek, který je nezbytný pro zdravý růst rostlin.
Ošetření paznehtů: V chovatelství se používá ke koupelím paznehtů u skotu a ovcí jako prevence a léčba hniloby.

🏭 Průmysl

Galvanické pokovování: Roztok síranu měďnatého slouží jako elektrolyt v galvanických lázních pro poměďování kovových předmětů.
Barviva a pigmenty: Používá se jako výchozí látka pro výrobu některých pigmentů.
Katalyzátor: V organické syntéze slouží jako katalyzátor pro některé reakce.
Konzervace dřeva: Impregnace dřeva roztokem síranu měďnatého ho chrání před hnilobou a škůdci.
Textilní průmysl: Používá se jako mořidlo při barvení textilií.

👨‍🔬 Věda a vzdělávání

Chemická činidla: Je součástí Fehlingova a Benedictova činidla, která se používají k důkazu redukujících cukrů.
Školní pokusy: Díky své výrazné barvě a snadné dostupnosti je oblíbenou chemikálií pro demonstraci krystalizace, redoxních reakcí nebo principu hydrátů.
Důkaz vody: Bezvodý síran měďnatý slouží jako jednoduchý indikátor přítomnosti vody.

🌍 Výskyt v přírodě

V přírodě se síran měďnatý vyskytuje jako minerál chalkantit (CuSO₄·5H₂O). Tvoří modré, skelně lesklé krystaly a povlaky. Vyskytuje se v oxidačních zónách měděných ložisek, zejména v suchých (aridních) oblastech, protože je dobře rozpustný ve vodě a v deštivém klimatu by byl rychle odplaven. Naleziště se nacházejí například v , (Arizona) nebo v .

☣️ Bezpečnost a toxicita

Síran měďnatý je zdraví škodlivý při požití. Může způsobit nevolnost, zvracení, bolesti břicha a poškození jater a ledvin. Při práci s ním je třeba používat ochranné pomůcky, jako jsou rukavice a brýle, protože dráždí kůži a oči. Prach může způsobit podráždění dýchacích cest.

Zvláště nebezpečný je pro životní prostředí. Je vysoce toxický pro vodní organismy, zejména pro ryby a bezobratlé. Je proto nutné zabránit jeho úniku do povrchových vod a kanalizace. Při likvidaci zbytků je třeba postupovat jako s nebezpečným odpadem.

👨‍🏫 Pro laiky

Představte si síran měďnatý jako speciální chemickou sůl, která má dvě tváře. Její nejznámější podoba se jmenuje modrá skalice a vypadá jako krásné modré krystalky, podobné modrému drahokamu. Tato modrá barva je způsobena tím, že každý kousek skalice v sobě drží "uvězněné" molekuly vody.

Když tyto modré krystalky zahřejete, voda z nich unikne a ony se jako kouzlem promění v bílý prášek. A kouzlo funguje i naopak – když na tento bílý prášek kápnete vodu, okamžitě zase zmodrá. Díky tomu chemici snadno poznají, jestli je v nějaké kapalině ukrytá voda.

Nejčastěji se s modrou skalicí setkáte na zahradě. Zahrádkáři ji míchají s vápnem a vodou a vzniklou modrou tekutinou (tzv. Bordeauxská jícha) stříkají například vinnou révu, aby ji ochránili před plísněmi. Také se používá v malém množství do bazénů, aby v nich nerostly zelené řasy. I když je užitečná, je třeba s ní zacházet opatrně, protože je jedovatá při požití a velmi škodí rybám a dalším vodním živočichům.

Šablona:Aktualizováno