硫酸銅

硫酸銅
無水硫酸銅	五水合硫酸銅
五水硫酸銅晶胞	五水硫酸銅空間填充模型
	IUPAC名; Copper(II) sulfate; 硫酸銅
別名	藍礬，膽礬，曾青，石膽
識別
CAS號	7758-98-7（無水物） ; 16448-28-5（三水合物） ; 7758-99-8（五水合物） ; 19086-18-1（七水合物）
PubChem	24462
ChemSpider	22870
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].[Cu+2];
InChI	1/Cu.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2;
InChIKey	ARUVKPQLZAKDPS-NUQVWONBAI
EINECS	231-847-6
ChEBI	23414
RTECS	GL8800000
KEGG	C18713
性質
化學式	CuSO4·5H2O(五水); CuSO4(無水)
摩爾質量	(五水)249.684 g/mol; (無水)159.608 g·mol⁻¹
外觀	藍色結晶固體(五水); 灰白色粉末(無水)
密度	3.60 g/cm3 (無水) ; 2.286 g/cm3 (五水)
熔點	110 °C (− 4H2O); 200 °C (473 K) (− 5H2O); 分解溫度560 °C
溶解性（水）	31.6 g/100 ml (0 °C）
結構
晶體結構	三斜晶系
配位幾何	八面體
熱力學
ΔfHm⦵298K	-769.98 kJ/mol
S⦵298K	109.05 J.K−1.mol−1
危險性
警示術語	R：R22, R50/53
安全術語	S：S2, S22, S46, S60, S61
歐盟分類	有害(Xn); 對環境有害(N)
NFPA 704	0 2 0
閃點	不可燃
	致死量或濃度：
LD50（中位劑量）	300 mg/kg (大鼠，口服); 87 mg/kg (小鼠，口服); 470 mg/kg (哺乳動物，口服)
相關物質
其他陰離子	硒酸銅; 硫酸亞銅
其他陽離子	硫酸銀
相關化學品	硫酸亞銅; 五水合硫酸銅
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

硫酸銅，化學式CuSO₄^[3]^[4]，無水為白色粉末，或因不純而呈淡灰綠色，是可溶性銅鹽。硫酸銅常見的形態為其結晶體，一水合硫酸四水合銅（[Cu(H₂O)₄]SO₄·H₂O，即五水合硫酸銅），為藍色固體，故俗名為藍礬、膽礬。其水溶液因水合銅離子的緣故而呈現出藍色，故在實驗室里無水硫酸銅常被用於檢驗水的存在。在現實生產生活中，硫酸銅常用於煉製精銅，與熟石灰混合可製農藥波爾多液。硫酸銅屬於重金屬鹽，味酸，略有苦味，有毒，成人致死劑量0.9g/kg。若誤食，應立即大量食用或飲用牛奶、雞蛋清、牛肉等富含蛋白質食品，或者使用EDTA鈣鈉鹽解毒。

製備[編輯]

硫酸銅可以用硫酸與氧化銅反應製得。

CuO + H₂SO₄

\to

CuSO₄ + H₂O

碳酸銅跟硫酸反應都可以製備硫酸銅：

${\ce {CuCO3 + H2SO4 -> CuSO4 + CO2 + H2O}}$

亦可用銅電極電解硫酸製得。也可以用濃硫酸和銅共熱製取： ${\ce {Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O}}$

也可用鹼式碳酸銅加酸分解來製備硫酸銅。

${\ce {Cu2 ( OH ) 2CO3 + 2H2SO4 -> 2CuSO4 + CO2 + 3H2O}}$

化學性質[編輯]

置換反應[編輯]

金屬活動性位於銅之前的金屬可以將硫酸銅溶液中的銅置換出來，如：

Sn + CuSO₄ → SnSO₄ + Cu^[5]

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

明朝《本草綱目》記載硫酸銅（膽礬）「能化鐵為銅」，說明古代人們已經明白有這種置換反應。

配體取代反應[編輯]

硫酸銅和適量氨水反應，生成氫氧化銅沉澱，當氨水過量時，沉澱溶解，形成深藍色的硫酸四氨合銅溶液，結晶可得到晶體：^[6]

CuSO₄ + 2 NH₃·H₂O → Cu(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

CuSO₄ + 4 NH₃·H₂O → [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 4 H₂O

熱分解[編輯]

硫酸銅五水合物在56.5 °C可以分解為淺藍色的三水合物，在70.5 °C生成一水合物。^[7]也有文獻指出根據反應條件的不同，分解溫度也不同，如95.6 °C五水合物分解為三水合物，液相以飽和溶液的形式存在，或103 °C時的硫酸銅飽和溶液析出三水合物。^[8]另外，在較高溫度下無水硫酸銅可以分解形成水^{[來源請求]}、氧化銅、三氧化硫，古人曾用此方法製備硫酸。

用途[編輯]

硫酸銅可以用於殺滅真菌。與石灰水混合後生成波爾多液，用於控制檸檬、葡萄等作物上的真菌。^[9] 稀溶液用於水族館中滅菌^[10] 以及除去蝸牛。由於銅離子對魚有毒，用量必須嚴格控制。大多數真菌只需非常低濃度的硫酸銅就可被殺滅。此外，硫酸銅也可用來控制大腸桿菌。硫酸銅也可用於除藻，其機制為銅離子穿透細胞壁取代葉綠素中的鎂離子，使葉綠體無法行光合作用，進而滅亡。

化學用途[編輯]

菇農業[編輯]

室內種菇可能用來作為農藥,如果菇表面有藍色即是代表被污染和不能食用。

分析試劑[編輯]

幾種化學分析都需用到硫酸銅。它用於斐林試劑和班氏試劑中檢驗還原糖。在反應中，二價銅離子被還原成一價的不溶紅色沉澱氧化亞銅。硫酸銅還可用於雙縮脲試劑中用來檢測蛋白質，其原理是銅與蛋白質會形成紫色的絡合物。

硫酸銅可用於檢驗貧血。將血樣滴入硫酸銅溶液中，若血樣中含足夠血紅蛋白，血樣會快速下沉；若血紅蛋白含量不夠，血樣會懸浮在溶液中。^[11]

焰色反應中硫酸銅顯藍綠色，比鋇離子的顏色藍得多。

有機合成[編輯]

硫酸銅可以用於有機合成。^[12] 無水鹽用於催化縮醛反應。^[13] 五水鹽與高錳酸鉀反應生成一種氧化劑，用於伯醇的轉換。^[14]

化學教育[編輯]

硫酸銅通常被包含在兒童的化學實驗試劑中，用於晶體的生成試驗和電鍍銅實驗。因為它的毒性，不建議幼兒使用。硫酸銅常用於演示放熱反應，演示時將鎂條插入硫酸銅溶液中。硫酸銅還可以用來演示晶體失水風化和得到結晶水的過程。^[15]

在初中化學中，利用硫酸銅與鐵發生的置換反應驗證質量守恆定律，以及研碎硫酸銅晶體來區分物理變化和化學變化。^[16]

藥用[編輯]

硫酸銅亦可以用作催吐劑^[17]，現在則認為這樣用毒性太大^[18]。但其仍是世界衛生組織 ATC代碼 (V03)列出的一種解毒劑^[19]。

硫酸銅配成溶液後可以和白磷反應，在白磷燒傷和白磷中毒上有應用。^[20]

註釋[編輯]

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[15] 存档副本. [2019-04-29]. （原始內容存檔於2019-02-25）.

[16] 义务教育教科书九年级上册化学. 人民教育出版社. 2012年6月第1版，2015年6月第4次印刷: 7. ISBN 9787107245015. 請檢查|date=中的日期值 (幫助)

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