Kupfersulfat

R: 22-36/38-50/53
S: (2)-22-60-61

Strukturformel

Allgemeines
Name	Kupfersulfat
Andere Namen	Kupfer(II)-sulfat, Kupfervitriol
Summenformel	Cu S O₄
CAS-Nummer	7758-98-7
Kurzbeschreibung	weißes bis graues, geruchloses Pulver, Hydrate: hellblaue bis leicht türkisfarbene Kristalle
Eigenschaften
Molmasse	159,61 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,61 g/cm³
Schmelzpunkt	- , thermische Zersetzung: 340 - 650 °C
Siedepunkt	- °C
Dampfdruck	- Pa (x °C)
Löslichkeit	leicht löslich in Wasser: 203 g/l, schlecht löslich in Methanol, unlöslich in Ethanol
Sicherheitshinweise

R- und S-Sätze
MAK	0,1 mg/m³ (gemessen als einatembarer Aerosolteil)

Kupfersulfat ist das Kupfer salz der Schwefelsäure und aus einem Cu²⁺-Kation und einem SO₄^2--Anion aufgebaut. Es ist ein farbloser Feststoff, der nicht brennbar ist und sich leicht in Wasser löst.

Vorkommen

In der Natur kommt Kupfersulfat als Verwitterungsprodukt sulfidischer Kupfererze, als krustenförmige, körnige oder faserige Aggregate vor. Sein Mineralname ist Chalkanthit.

Gewinnung und Darstellung

Im Labor lässt sich Kupfersulfat beispielsweise aus Kupferhydroxid und Schwefelsäure herstellen. Technisch wird Kupfersulfat durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Kupferoxide oder Kupfersulfide gewonnen. Es ist das mit Abstand wichtigste Kupfersalz.

Eigenschaften

Kupfersulfat ist in Wasser gut, in den meisten organischen Lösungsmitteln nicht löslich. In Glycerin löst es sich mit smaragdgrüner Farbe. Bei starkem Erhitzen (ab 340 °C) zerfällt das wasserfreie Kupfersulfat in Kupfer(II)-oxid und Schwefeltrioxid.

Hydrate

Neben der wasserfreien Verbindung treten noch kristallwasserhaltige Kupfer(II)-sulfat-Hydrate auf. Am geläufigsten ist das Pentrahydrat (CuSO₄ · 5 H₂O). Weiterhin existieren auch ein Trihydrat (CuSO₄ · 3 H₂O) und Kupfer(II)-sulfat-Monohydrat (CuSO₄ · H₂O). Nachfolgend sind die Eigenschaften der Hydrate aufgeführt, die von denen der wasserfreien Verbindung abweichen, sofern diese zur Verfügung standen.

Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat

Molmasse: 249,69 g/mol
Kurzbeschreibung: blauer, geruchloser Feststoff
Aggregatzustand: fest
Dichte: 2,284 g/cm³, bei 25 °C
Kristallwasserabgabe: 88 - 245 °C
thermische Zersetzung: 340 – 650 °C
Löslichkeit: leicht löslich in Wasser: 317 g/l

Kupfersulfat–Pentahydrat (Kupfer(II)-tetraoxosulfat(VI)-Pentahydrat) bildet himmelblau gefärbte, trikline Kristalle, die beim Erhitzen das Kristallwasser abgeben und das farblose Kupfersulfat-Anhydrat bilden. Bei 95 °C spalten sich 2 Wassermoleküle ab, es entsteht das Trihydrat. Weitere zwei Wassermoleküle werden bei 116 °C abgespalten, das fünfte bei 200 °C, dabei färbt sich das Kupfersulfat weiß. Der Vorgang ist reversibel (umkehrbar), denn beim Auflösen des wasserfreien Anhydrates in Wasser bildet sich wieder das Pentahydrat zurück, dabei erwärmt sich das Kupfersulfat durch die Aufnahme von Wasser und färbt sich wieder blau. Das Pentahydrat sollte formal besser ^* SO₄ · 1 H₂O geschrieben werden, da im Kristall 4 Wassermoleküle direkt an das Kupfer(II)-Ion koordiniert sind.

Verwendung

Kupfersulfat wird verwendet zur galvanischen Verkupferung (Galvanotechnik), zur Herstellung von kupferhaltigen Farben, zur Kupferstichätzung, in der Medizin als zusammenziehendes (adstringierendes) Mittel, früher auch als Brechmittel (es schmeckt unangenehm bitter, ist aber nicht ganz ungiftig) und in Silvester-Raketen (erzeugt einen bläulich-grünen Farbton). Kupfervitriol findet man auch als Zusatz in Anreißfarben, welche vor dem Anreißen einer metallischen Oberfläche auf dieselbe gestrichen wird um den eigentlichen Riss nach dem Anreißen besser sichtbar zu machen. In Form von Bordeauxbrühe, einer Mischung von Kalkmilch und Kupfersulfat, wird es im Weinbau zur Bekämpfung von Pilzerkrankungen eingesetzt. Das wasserfreie, weiße Kupfersulfat dient als Trocknungsmittel (beispielsweise zur Herstellung von wasserfreiem Ethanol) und zum Nachweis von Wasser, wobei es sich, durch Einlagerung von Kristallwasser, blau färbt. Die paramagnetische Eigenschaft von Kupfersulfat macht die Nutzung als Kontrastmittel in der Magnetresonanzspektroskopie (NMR) möglich. Des weiteren wird Kupfersulfat, besonders in der Schule, sehr gerne zum Kristallzüchten verwendet. In Kombination mit Ammoniumsulfat wird Kupfersulfat gegen Algen in Schwimmbädern eingesetzt.

Biologische Bedeutung

Kupfersulfat ist sehr giftig für Wasserorganismen und kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben. Es ist unter Wassergefährdungsklasse 2 und somit als „wassergefährdend“ eingestuft.

Sicherheitshinweise

Bei Kontakt mit feinpudrigen Metallen, Hydroxylamin, Magnesium, Stahl oder Alkalien kann es zu gefährlichen Reaktionen mit starker Hitzeentwicklung bis zur Entzündung oder zur Freisetzung von entzündichen Gasen und Dämpfen kommen.

Toxikologie

Wasserfreies Kupfersulfat:
LD₅₀ (oral, Ratte): 300 mg/kg
Kupfer(II)-sulfat-Pentrahydrat:
LD₅₀ (dermal, Ratte): >2000 mg/kg
LD₅₀ (oral, Ratte): 960 mg/kg

Wiki/Weblinks

Chemische Verbindung

Gourt Home::Gourt :: Kupfersulfat