Sulfato cúprico (CuSO4): definición, propiedades, usos y seguridad
Sulfato cúprico (CuSO4): descubre su definición, propiedades, usos (fungicida, purificación, prácticas de laboratorio) y medidas de seguridad para su manejo seguro.
El sulfato de cobre (II), también conocido como sulfato cúprico, sulfato de cobre, vitriolo azul o piedra azul, es un compuesto químico. Su fórmula química es CuSO4 y suele encontrarse en la naturaleza y en el laboratorio como el pentahidrato CuSO4·5H2O, que forma cristales de color azul intenso. Contiene cobre en su estado de oxidación +2 y iones de sulfato. Es un sólido cristalino muy usado en demostraciones escolares (crecimiento de cristales, reacciones de desplazamiento), en aplicaciones industriales y agrícolas, y posee propiedades fungicidas y alguicidas.
Propiedades físicas y químicas
- Formas: la forma más común es el pentahidrato CuSO4·5H2O (cristales azules). El CuSO4 anhidro es un sólido blanco grisáceo.
- Color: azul brillante en la forma hidratada; al deshidratarse (por calentamiento) pierde agua y cambia a un color blanco/grisáceo.
- Solubilidad: soluble en agua; la solubilidad aumenta con la temperatura. También es soluble en soluciones ácidas diluidas.
- Masa molar: CuSO4 ≈ 159,61 g·mol−1; CuSO4·5H2O ≈ 249,68 g·mol−1.
- Reactividad: como sales de Cu(II), las soluciones son ligeramente ácidas y pueden sufrir reacciones de reducción (por ejemplo, desplazamiento por metales más electropositivos) y formación de complejos con aminas, cianuros u otros ligandos.
Obtención y purificación
Se obtiene industrialmente a partir de la disolución de cobre metálico en ácido sulfúrico diluido o por tratamiento de minerales que contienen cobre. En procesos metalúrgicos se utiliza la reacción de cementación para purificar cobre: una solución de sulfato cúprico puede reaccionar con hierro u otros metales más electropositivos para depositar cobre metálico.
Usos principales
- En agricultura: fungicida y alguicida (por ejemplo, en mezclas como la mezcla de Burdeos). Controla hongos y bacterias en cultivos y en sistemas de riego.
- Industrias: como agente en galvanoplastia, tratamiento de superficies y en la fabricación de pigmentos.
- Laboratorios y enseñanza: reactivo para demostrar reacciones de desplazamiento (ej. cobre precipitado por Fe), crecimiento de cristales y pruebas analíticas.
- Metalurgia: purificación de cobre y como fuente de iones Cu2+ en procesos electrolíticos.
- Tratamiento de agua: control de algas en estanques y piscinas (con restricciones legales y ambientales).
- Aplicaciones menores: conservación de madera, mordiente en tintorería y como reactivo en síntesis orgánica e inorgánica.
Riesgos y medidas de seguridad
El sulfato cúprico es tóxico para organismos acuáticos y, en concentraciones moderadas a altas, puede ser perjudicial para la salud humana. Es importante manejarlo con precaución.
- Vía de exposición: ingestión, inhalación de polvo y contacto con la piel o los ojos.
- Efectos agudos: ingestión puede causar náuseas, vómitos, dolor abdominal y daño a órganos internos; contacto con ojos y piel provoca irritación.
- Efectos crónicos: exposición prolongada puede ocasionar alteraciones en el hígado, los riñones y otros órganos; también puede causar sensibilización cutánea en personas susceptibles.
- Medio ambiente: muy tóxico para peces y otros organismos acuáticos; evitar vertidos y pérdidas al medio ambiente.
Primeros auxilios y manejo
- En caso de contacto con la piel: lavar con abundante agua y jabón durante varios minutos; retirar ropa contaminada.
- En caso de contacto con los ojos: lavar con agua abundante durante al menos 15 minutos y buscar atención médica.
- Si se inhala polvo: trasladar a aire fresco; consultar atención médica si aparecen síntomas.
- Si se ingiere: no inducir el vómito salvo indicación médica; buscar atención de urgencia.
- Medidas de protección: usar guantes, gafas de seguridad y protección respiratoria frente a polvo; trabajar en áreas ventiladas.
Almacenamiento y eliminación
- Almacenar en recipiente cerrado, seco y etiquetado, lejos de fuentes de humedad y de materiales incompatibles (por ejemplo, agentes reductores fuertes).
- Evitar descargas al sistema de aguas pluviales o cuerpos de agua. La eliminación debe seguir la normativa local para residuos peligrosos; no verter soluciones concentradas a desagües públicos.
- Los contenedores vacíos pueden conservar residuos; manipúlelos como residuos químicos y entréguelos a gestores autorizados.
Consideraciones ambientales y regulatorias
Debido a su toxicidad acuática, su uso agrícola y urbano está regulado en muchos países: se establecen límites de aplicación y períodos de seguridad. Antes de usar sulfato cúprico como biocida o en el tratamiento de aguas, consulte la legislación y recomendaciones locales para evitar daños ambientales.
Aplicaciones educativas y curiosidades
- Fácil de usar para el crecimiento de cristales azules llamativos en prácticas escolares.
- Se usa en experimentos de desplazamiento: por ejemplo, al sumergir hierro en una solución de CuSO4 se deposita cobre metálico sobre el hierro.
- El cambio de color al deshidratarse (azul → blanco) es una demostración visual del agua de cristalización.
Resumen: El sulfato cúprico (CuSO4) es una sal de cobre muy útil en agricultura, industria y enseñanza por sus propiedades fungicidas, solubilidad en agua y facilidad para formar cristales. Sin embargo, requiere un manejo responsable por su toxicidad para la salud y el medio ambiente.
Propiedades
Propiedades físicas
El sulfato de cobre (II) es un sólido azul cuando está hidratado (unido a moléculas de agua). Es blanquecino cuando es anhidro (no está unido a moléculas de agua). Cuando está hidratado, normalmente tiene cinco moléculas de agua unidas a él. Se puede deshidratar calentándolo. Cuando se le añade agua, se hidrata de nuevo. Cuando está en el aire, absorbe vapor de agua y se hidrata también.
Propiedades químicas
Es un agente oxidante débil. Reacciona con la mayoría de los metales para producir cobre y un sulfato metálico. Por ejemplo, reacciona con el hierro para producir cobre y sulfato de hierro (II).
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Reacciona con el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio para producir hidróxido de cobre (II).
CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + Na2 SO4
Reacciona con el carbonato de sodio para producir carbonato de cobre (II).
CuSO4 + Na2 CO3 → CuCO3 + Na2 SO4
Reacciona con el amoníaco para formar una solución de color azul oscuro. Esta solución puede disolver las fibras del algodón.
CuSO4 + 4 NH3 → Cu(NH3 )4 SO4
Cuando se calienta a alta temperatura, se convierte en óxido de cobre (II) y trióxido de azufre.
CuSO4 → CuO + SO3
Al calentarse en una llama, adquiere un color azul verdoso, como todos los compuestos de cobre.
Prueba de la llama del cobre
Ocurrencia
El sulfato de cobre (II) se encuentra en el suelo en forma de calcantita. La calcantita se disuelve fácilmente. Sólo se encuentra en zonas secas. Cuando está en el aire, pierde su color azul brillante. Algunos minerales se prueban por el sabor. La calcantita tiene un sabor metálico dulce. Sólo debe probarse con cuidado, ya que es venenosa. Su dureza Mohs es de 2,5. Es el pentahidrato del sulfato de cobre. Es de color azul o verde. Muchas personas que coleccionan minerales la quieren.
Preparación
El sulfato de cobre no suele fabricarse en un pequeño laboratorio, ya que es mucho más fácil comprarlo. Sin embargo, hay algunas formas de fabricar sulfato de cobre.
El sulfato de cobre(II) puede fabricarse por electrólisis de una solución de ácido sulfúrico con electrodos de cobre. Se hace hidrógeno, así como una solución de sulfato de cobre.
Cu + H2 SO4 → CuSO4 + H2
También puede fabricarse haciendo reaccionar óxido de cobre (II) o hidróxido de cobre (II) o carbonato de cobre (II) con ácido sulfúrico o añadiendo cobre al ácido sulfúrico concentrado calentado:
CuO + H2 SO4 → H2 O + CuSO4
Cu(OH)2 + H2 SO4 → 2 H2 O + CuSO4
CuCO3 + H2 SO4 → H2 O + CuSO4 + CO2
Cu + 2H2 SO4 → CuSO4 + H2 O + SO2
También puede fabricarse haciendo reaccionar el cobre con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico.
Fabricación de sulfato de cobre por electrólisis de ácido sulfúrico con electrodos de cobre
Utiliza
El sulfato de cobre (II), como compuesto de cobre más común, tiene muchos usos. Puede utilizarse para matar algas y hongos. Sin embargo, algunos hongos pueden hacerse resistentes al sulfato de cobre. Entonces el sulfato de cobre ya no los mata. Se puede mezclar con cal para obtener un producto similar para matar hongos. Puede utilizarse para tratar las infecciones de los peces de acuario. También se utiliza para detectar azúcares. Se convierte en óxido de cobre(I) rojo cuando se reduce por un azúcar. Puede utilizarse en química orgánica como catalizador y agente oxidante. Se utiliza para ver si la sangre está anémica.
Es habitual encontrarlo en los juegos de química. Se utiliza para demostrar una reacción de desplazamiento, en la que un metal reacciona con el sulfato de cobre para hacer cobre y el sulfato de metal. También se utiliza para demostrar sustancias químicas hidratadas y anhidras. En el pasado se utilizaba como emético. Ahora se considera demasiado tóxico.
Puede utilizarse para purificar el cobre. Una pieza fina de cobre puro y una pieza gruesa de cobre impuro se colocan en una solución de sulfato de cobre. La placa fina se conecta al cable negativo y la gruesa al cable positivo. Se hace pasar una corriente eléctrica a través de ellas. El cobre de la placa gruesa se disuelve y se deposita en la placa fina. Todas las impurezas caen al fondo, mientras que el cobre puro se hace en el electrodo negativo.
Alguien cubrió las paredes de su apartamento con cristales de sulfato de cobre como decoración.
Seguridad
El sulfato de cobre es algo tóxico para los humanos. Sin embargo, es muy tóxico para los peces. En los humanos, irrita la piel y los ojos. Puede provocar náuseas cuando se ingiere. Cuando se ingiere, provoca automáticamente el vómito. Sin embargo, si se ingiere demasiado, puede llegar al estómago y causar muchos problemas.
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- Compuestos de cobre
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el sulfato de cobre(II)?
R: El sulfato de cobre (II) es un compuesto químico que contiene cobre en su estado de oxidación +2 e iones sulfato.
P: ¿Cuál es la fórmula química del sulfato de cobre(II)?
R: La fórmula química del sulfato de cobre (II) es CuSO4.
P: ¿De qué color es el sulfato de cobre(II)?
R: El sulfato de cobre (II) es un sólido azul.
P: ¿Cuáles son los nombres comunes del sulfato de cobre (II)?
R: El sulfato de cobre (II) también se conoce como sulfato cúprico, sulfato de cobre, vitriolo azul o piedra azul.
P: ¿Para qué sirve el sulfato de cobre(II) para matar hongos?
R: Se sabe que el sulfato de cobre (II) tiene propiedades antifúngicas, por lo que puede utilizarse para eliminar hongos.
P: ¿Para qué sirve el sulfato de cobre (II) en la purificación del cobre metálico?
R: El sulfato de cobre (II) se utiliza para purificar el cobre metálico, ya que puede disolver las impurezas presentes en el cobre.
P: ¿Se suele utilizar el sulfato de cobre (II) en los juegos de química y en las clases prácticas de los institutos?
R: Sí, el sulfato de cobre (II) es bastante común en los juegos de química y en las clases prácticas de los institutos.
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