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硫酸銅(II)は化学式Cu SO 4で表される無機化合物です。これはCuSO 4 · n H 2 Oという水和物を形成し、n は1 から 7 まで変化します。鮮やかな青色の結晶である五水和物 ( n = 5) は、硫酸銅(II)の水和物として最も一般的に見られるものです[ 10 ]一方、無水物は白色です [ 11 ]。五水和物の古い名称には、青硫酸塩、青石 [ 12 ]、銅の硫酸塩 [ 13 ] 、ローマ硫酸塩 [ 14 ] などがあります。これは水に発熱的に溶解して、八面体分子構造を持つアクア錯体 [ Cu(H 2 O) 6 ] 2+ を生成します。固体の五水和物の構造はポリマー構造を示しており、銅は再び八面体ですが、4 つの水配位子に結合しています。 Cu (II)(H 2 O) 4中心は硫酸アニオンによって相互に連結され、鎖を形成する。[ 15 ]
硫酸銅は、銅金属を高温の濃硫酸で処理するか、酸化銅を希硫酸で処理することによって工業的に製造されます。実験室での使用には、通常、硫酸銅は購入されます。硫酸銅は、低品位の銅鉱石を空気中でゆっくりと浸出することによっても製造できます。このプロセスを促進するために細菌が使用されることがあります。[ 16 ]
市販の硫酸銅は通常、純度約98%の硫酸銅で、微量の水を含む場合があります。無水硫酸銅は質量比で銅39.81%、硫酸60.19%であり、青色の水和形態では、質量比で銅25.47%、硫酸38.47%（硫黄12.82%）、水36.06%です。用途に応じて、大結晶（10～40mm）、小結晶（2～10mm）、雪結晶（2mm未満）、風で舞った粉末（0.15mm未満）の4種類の結晶サイズが提供されています。 [ 16 ]
硫酸銅(II)五水和物は融解する前に分解する。63 °C (145 ° F)で加熱すると 2 分子の水を失い、続いて109 °C (228 °F)でさらに 2 分子の水を失い、 200 °C (392 °F)で最後の 1 分子の水を失う。[ 17 ] [ 18 ]
硫酸銅水溶液の化学は、硫酸イオンが銅に結合していないため、単純に銅アクア錯体の化学と同じです。したがって、このような溶液は濃塩酸と反応してテトラクロロ銅(II)を生成します。
同様に、このような溶液を亜鉛で処理すると、この簡略化された式で表されるように金属銅が得られます。[ 19 ]
このような単一金属置換反応のさらなる例として、鉄片を硫酸銅溶液に浸した場合が挙げられる。
高校や一般化学教育では、硫酸銅はガルバニ電池の電解質として、通常は陰極溶液として使用されます。例えば、亜鉛/銅電池では、硫酸銅溶液中の銅イオンが亜鉛から電子を吸収して金属銅を形成します。[ 20 ]
硫酸銅は、一般的に10代の化学実験セットや大学生の実験に含まれています。[ 21 ]毒性があるにもかかわらず、学校での結晶成長や銅の電気めっき実験によく使用されます。硫酸銅は、鋼ウールやマグネシウムリボンをCuSO4の水溶液に入れる発熱反応を実証するためによく使用されます。鉱物の水和の原理を実証するために使用されます。青色の五水和物形態を加熱すると、硫酸銅は白色の無水物形態に変化し、五水和物形態に存在していた水は蒸発します。その後、無水化合物に水を加えると、五水和物形態に戻り、青色を取り戻します。硫酸銅(II)五水和物は、吸湿性のある硫酸銅(II)として溶液から結晶化することで容易に生成できます。
硫酸銅は、富栄養化が進む湖沼や関連する淡水域の藻類の抑制に用いられてきた。「最も効果的な藻類駆除処理法であり続けている」[ 22 ] [ 23 ] 。
ボルドー液は、硫酸銅(II) ( CuSO4 ) と水酸化カルシウム( Ca(OH) 2 ) の懸濁液で、ブドウ、メロン、その他のベリー類のカビを抑制するために使用されます。[ 24 ]これは、硫酸銅の水溶液と消石灰の懸濁液を混合することによって製造されます。
硫酸銅の希釈溶液は、水槽の魚の寄生虫感染症の治療に使用され、[ 25 ]また、水槽からカタツムリを取り除いたり、水道管からゼブラ貝を取り除いたりするのにも使用されます。 [ 26 ]銅イオンは魚に対して非常に毒性が強いです。ほとんどの藻類は、非常に低濃度の硫酸銅で制御できます。
いくつかの化学検査で硫酸銅が利用されています。硫酸銅は、還元糖の検出に用いられるフェーリング液やベネディクト液に含まれており、還元糖は可溶性の青色の硫酸銅(II)を不溶性の赤色の酸化銅(I)に還元します。また、硫酸銅(II)はタンパク質の検出に用いられるビウレット試薬にも使用されています。
硫酸銅は貧血の血液検査に使用されます。血液を既知の比重の硫酸銅溶液に滴下すると、ヘモグロビンが十分な血液は密度が高いため急速に沈みますが、沈まない、または沈まない血液はヘモグロビンが不足しています。[ 27 ] しかし、臨床的に重要な現代の検査室では、古い定性的な方法ではなく、自動血液分析装置を使用して正確な定量的ヘモグロビン測定を行っています。
硫酸銅は有機合成において限られた範囲で使用されている。[ 28 ]無水塩はアセタール基の形成および操作のための脱水剤として使用される。[ 29 ]水和塩は過マンガン酸カリウムと密接に混合して、第一級アルコールの変換のための酸化剤を与えることができる。[ 30 ]
水酸化アンモニウムとの反応により、テトラアンミン銅(II)硫酸塩とシュバイツァー試薬（非硫黄）が生成され、これはレーヨンの工業生産においてセルロースを溶解するために使用される。
硫酸銅(II)は、何世紀にもわたって多くのニッチな用途で注目を集めてきました。工業分野では、硫酸銅は複数の用途があります。印刷では、製本ペーストや接着剤の添加剤として、紙を虫食いから保護します。建築では、コンクリートの添加剤として、耐水性を向上させ、植物やキノコの生育を抑制します。硫酸銅は、美術品、特にガラスや陶器の着色剤として使用できます。[ 31 ]また、硫酸銅は、青色の着色剤として花火の製造にもまれに使用されますが、硫酸銅(II)を金属粉末と混合したり、硫酸銅(II)や他の銅(II)化合物を塩素酸塩と混合したりするのは安全ではありません。硫酸銅やその他の銅(II)化合物は、米国では塩素酸塩を含む混合物には使用が認められていません。[ 32 ] [ 33 ]
硫酸銅はかつて、蚊の繁殖場所となるブロメリア科植物を駆除するために使用されていました。 [ 34 ]硫酸銅は、熱帯諸国で住血吸虫症を治療するための軟体動物駆除剤として使用されています。[ 31 ]
2008年、アーティストのロジャー・ヒオルンズは、ロンドンの廃墟となった防水加工済みの公営住宅に75,000リットルの硫酸銅(II)水溶液を満たした。溶液は数週間結晶化させた後、排水され、壁、床、天井は結晶で覆われた。この作品は「Seizure」と題されている。[ 35 ] 2011年以来、ヨークシャー彫刻公園で展示されている。[ 36 ]
硫酸銅(II)は、凹版印刷用の亜鉛、アルミニウム、または銅の板をエッチングするために使用されます。[ 37 ] [ 38 ]また、シャンルヴェ などのジュエリー用に銅にデザインをエッチングするためにも使用されます。[ 39 ]
硫酸銅(II)水溶液は、液体抵抗器の抵抗素子としてよく用いられる。
電子およびマイクロエレクトロニクス産業では、銅の電着にCuSO 4 · 5H 2 Oと硫酸（H 2 SO 4 ）の浴がよく使用される。 [ 40 ]
無水硫酸銅(II)は、一般的に入手可能な五水和物硫酸銅の脱水によって生成できます。自然界では、非常にまれな鉱物であるカルコシアナイトとして存在します。[ 41 ]五水和物は、自然界ではカルカンタイトとしても存在します。その他のまれな硫酸銅鉱物には、ボナタイト（三水和物）[ 42 ] 、ブータイト（七水和物）[ 43 ]、および一水和物化合物であるポイトビナイト[ 44 ] [ 45 ]などがあります。環境的に重要な塩基性硫酸銅(II)であるランジャイトやポスニャカイトなど、他にも多くの複雑な硫酸銅(II)鉱物が知られています。[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]
銅(II)塩のLD50は100 mg/kgである。[ 48 ] [ 49 ]
硫酸銅(II)は過去に催吐剤として使用されていました。[ 50 ]現在では、この用途には毒性が強すぎると考えられています。[ 51 ]世界保健機関の解剖治療化学分類システムでは、依然として解毒剤として記載されています。[ 52 ]
硫酸銅…着色剤…塩素酸塩と混合すると禁止。
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