氫氧化銅(銅氫氧化物),化學(xué)式為Cu(OH)?,一種藍(lán)色或藍(lán)綠色結(jié)晶粉末狀無機(jī)物,又稱可殺得,自然界中的氫氧化銅稱作斯羥銅礦(spertiniite)。氫氧化銅晶體結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定,60℃左右就會發(fā)生鍵的斷裂,受熱至60-80℃變暗,溫度繼續(xù)升高則會脫水生成氧化銅,所以自然界中的氫氧化銅格外稀有,很少單獨(dú)存在,常作為組成成分存在于其他礦物質(zhì)中。
氫氧化銅具有腐蝕性,中等毒性,難溶于水,溶于酸、強(qiáng)堿、氰化鉀等物質(zhì),易溶于堿性甘油溶液中。氫氧化銅是一種弱堿,顯酸堿兩性且酸性弱于堿性,與酸反應(yīng)生成銅鹽和水,與強(qiáng)堿反應(yīng)成為新制氫氧化銅,新制氫氧化銅可以被還原性強(qiáng)的醛還原為磚紅色氧化亞銅,還能與多羥基化合物、蛋白質(zhì)反應(yīng)生成有顏色的配位化合物。氫氧化銅還可以與氨水反應(yīng)成為銅氨溶液、與多元醇反應(yīng)溶解為銅鹽。
氫氧化銅在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域都有其不同的用途,最常見的用途是做為農(nóng)藥可殺得對農(nóng)作物起到殺菌和保護(hù)作用,此外還可以作礦物飼料,在纖維素、銅鹽、顏料等物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮用途。
氫氧化銅對魚類和一些水生無脊椎動物有毒,并且會對水體造成污染,還會在土壤中形成重金屬殘留。人體吸入、攝入或觸摸也會發(fā)生中毒現(xiàn)象,所以在使用時(shí)需注意安全。
歷史與來源
氫氧化銅自從熔銅開始就已經(jīng)為人所知。公元前5000年的煉金術(shù)士可能就已經(jīng)知道氫氧化銅。只需將藍(lán)礬和堿液混合就可以制得氫氧化銅。1937年,地質(zhì)學(xué)家弗朗西斯科.斯佩爾蒂尼(Francesco Spertini)在加拿大魁北克省里士滿的杰弗里礦中發(fā)現(xiàn)氫氧化銅晶體,并命名為斯羥銅礦(spertiniite)。
自然界中的氫氧化銅十分稀有,因其性質(zhì)不穩(wěn)定所以很少單獨(dú)存在,在自然界中通常作為組成成分存在于其他礦物質(zhì)中,如孔雀石[Cu?(OH)?CO?]、藍(lán)銅礦[Cu?(CO?)?(OH)?]等。
氫氧化銅是一種次生礦物,銅合金被堿腐蝕后可以產(chǎn)生。1800年左右,在德國南部路德維希堡的一座城堡中,一件黃銅制品底部的夾縫中被發(fā)現(xiàn)有大面積氫氧化銅存在,由于平時(shí)用堿性的氨溶液對其進(jìn)行清洗護(hù)理,并且夾縫中隔絕了空氣和水分,所以導(dǎo)致了大面積氫氧化銅的形成。
自然界中的氫氧化銅十分稀有,因其性質(zhì)不穩(wěn)定所以很少單獨(dú)存在,在自然界中通常作為組成成分存在于其他礦物質(zhì)中,如孔雀石[Cu?(OH)?CO?]、藍(lán)銅礦[Cu?(CO?)?(OH)?]等。
氫氧化銅是一種次生礦物,銅合金被堿腐蝕后可以產(chǎn)生。1800年左右,在德國南部路德維希堡的一座城堡中,一件黃銅制品底部的夾縫中被發(fā)現(xiàn)有大面積氫氧化銅存在,由于平時(shí)用堿性的氨溶液對其進(jìn)行清洗護(hù)理,并且夾縫中隔絕了空氣和水分,所以導(dǎo)致了大面積氫氧化銅的形成。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),氨水和黃銅在一定條件下長時(shí)間相互作用的確會有氫氧化銅的生成。
氫氧化銅最廣為人知的是他的另一個(gè)身份——農(nóng)藥可殺得,最初于1968年由美國Kennecott Crop公司推出并售賣。
分子結(jié)構(gòu)
氫氧化銅由銅離子與兩個(gè)氫氧根構(gòu)成。
氫氧化銅是一種晶體,屬正交晶系。晶體內(nèi)部銅和氧未能構(gòu)成相對穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu),基本結(jié)構(gòu)由兩個(gè)氧原子和一個(gè)銅原子組成,所以非常不穩(wěn)定。
60 ℃時(shí),長的銅氧鍵(銅O)會發(fā)生斷裂,所以氫氧化銅在較低溫度下便能分解。
物理性質(zhì)
氫氧化銅是一種藍(lán)色晶體或藍(lán)綠色粉末。有毒。摩爾質(zhì)量97.561 g/摩爾,密度3.37 g/cm3,熔點(diǎn)80 ℃,溶度積2.20×10?2?,難溶于水、有機(jī)溶劑,溶于稀酸、氨水、濃氫氧化鈉溶液及氰化鈉溶液。
化學(xué)性質(zhì)
氫氧化銅是一種弱堿,受熱時(shí)脫水生成黑色的氧化銅。氫氧化銅顯酸堿兩性且酸性弱于堿性,與酸反應(yīng)生成銅鹽和水,與強(qiáng)堿反應(yīng)成為新制氫氧化銅。氫氧化銅還可以被還原性強(qiáng)的醛還原為磚紅色氧化亞銅、與氨水反應(yīng)成為銅氨溶液、與多元醇反應(yīng)溶解為銅鹽。
熱分解
氫氧化銅受熱時(shí)脫水變成黑色的氧化銅,受熱至60 ℃開始變暗分解,超過80 ℃徹底分解。
酸堿兩性
氫氧化銅是弱堿,但也微顯酸性,所以氫氧化銅是一種具有酸堿兩性的物質(zhì)。
堿性
氫氧化銅顯堿性,能與酸反應(yīng)生成銅鹽和水。如與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水。
酸性
氫氧化銅顯弱酸性,與濃的強(qiáng)堿應(yīng)生成藍(lán)紫色的配合物四羥基合銅離子,也稱新制氫氧化銅。
該反應(yīng)中還伴隨著一個(gè)副反應(yīng),四羥基合銅離子在堿性條件下會轉(zhuǎn)化為銅氧化物、氫氧根和水。
新制氫氧化銅是有機(jī)化學(xué)中重要的檢驗(yàn)試劑,因其可以發(fā)生許多顏色反應(yīng),常用于檢驗(yàn)醛類化合物、多羥基化合物、蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物。
重要反應(yīng)
與醛類物質(zhì)反應(yīng)
氫氧化銅在堿性條件下,易被還原性強(qiáng)的醛類物質(zhì)還原為磚紅色的氧化亞銅沉淀,也可被含醛基的還原性糖(如葡萄糖)所還原。但是需要特別注意,芳香醛Ar-CHO一般不能被氫氧化銅氧化。此方法可以用來區(qū)分芳香醛與脂肪醛。
與氨水反應(yīng)
在有銨根存在的條件下,氫氧化銅溶于氨水可形成深藍(lán)色的銅氨配位化合物,該溶液稱為銅氨溶液或Schweizer試劑(施魏策爾試劑)。
與多元醇反應(yīng)
乙二醇和丙三醇等具有鄰二醇結(jié)構(gòu)的多元醇,能使氫氧化銅沉淀溶解成藍(lán)色的銅鹽,此反應(yīng)可用于鑒別多元醇。例如甘油與氫氧化銅反應(yīng)生成藍(lán)色的甘油銅。
應(yīng)用領(lǐng)域
農(nóng)業(yè)
(1)氫氧化銅是一種低毒保護(hù)性殺菌劑,對真菌、細(xì)菌性病均有效,它能進(jìn)入病菌細(xì)胞內(nèi),將細(xì)菌殺死,但不進(jìn)入植物細(xì)胞,所以對作物安全,且不易產(chǎn)生抗藥性。其殺菌作用主要靠銅離子,氫氧化銅噴灑到植物表面后,利用植物表面和病原菌表面上的水膜酸化,緩慢釋放出的銅離子與真菌或細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)中的各種基團(tuán)作用,有效地抑制病菌的孢子萌發(fā)和菌絲生長,導(dǎo)致病菌死亡,從而減少病原菌對植物的浸染和在植物體內(nèi)的蔓延,保護(hù)植物免受病原菌的危害。可用于柑橘、水稻、花生、十字花科蔬菜、胡蘿卜、番茄、馬鈴薯、蔥類、辣椒、茶樹、葡萄、西瓜等防治柑橘瘡痂病、樹脂病、潰瘍病、腳腐病,水稻白葉枯病、細(xì)菌性條斑病、稻瘟病、紋枯病,馬鈴薯早疫病致病疫霉,十字花科蔬菜草莓炭疽病、黑腐病,胡蘿卜葉斑病,芹菜細(xì)菌性斑點(diǎn)病、早疫病、斑枯病,黑麗圓茄早疫病、炭疽病、褐斑病,菜豆細(xì)菌性疫病,蔥類紫斑病、霜霉病,辣椒細(xì)菌性斑點(diǎn)病,黃瓜細(xì)菌性角斑病,香瓜霜霉病、網(wǎng)紋病,葡萄黑痘病、白粉病、霜霉病,花生葉斑病,茶樹炭疽病、網(wǎng)餅病。常用制劑為37.5%懸浮劑;53.8%、77%可濕性粉劑;46%、53.8%水分散粒劑。
(2)氫氧化銅可以做為礦物飼料添加劑促進(jìn)畜禽生長,縮短養(yǎng)殖期。
工業(yè)
(1)氫氧化銅可用于纖維素有關(guān)的工業(yè)生產(chǎn),氫氧化銅可以與濃氨水反應(yīng)生成銅氨溶液,銅氨溶液可以溶解纖維素,通過測定纖維素或絲素的銅氨溶液的黏度可以估算其聚合度。
(2)氫氧化銅可用于銅鹽的生產(chǎn),例如將其加熱分解可制備氧化銅,將其還原可制備氧化亞銅。
(3)氫氧化銅可用于顏料、染色劑的生產(chǎn),如顏料布勒門藍(lán)(Bremen 藍(lán)色)的成分便是氫氧化銅。此外,氫氧化銅還可作為催化劑、媒染劑、分析試劑、飼料添加劑、紙張染色劑、游泳池消毒劑、船底防污漆的組分等。
醫(yī)療
氫氧化銅能被葡萄糖還原為磚紅色的氧化亞銅,所以可用于血液、尿液中葡萄糖的檢測。
制備方法
化學(xué)沉淀法(銅鹽法)
在二價(jià)銅鹽水溶液中加入適量的堿(氨除外,如氫氧化鈉),即可析出淺藍(lán)色凝膠狀氫氧化銅沉淀,過濾收集。
電解法
在直流的作用下,作為陽極的銅電極失去電子生成銅離子進(jìn)入電解液中,而在作為陰極的銅電極一側(cè),水分子得到電子生成氫氧根進(jìn)入到溶液中,同時(shí)生成氫氣,形成不斷向電解液上方充氣的氣泡流;帶正電的銅離子在電解液中發(fā)生動態(tài)遷移至陰極,遇到陰極產(chǎn)生的氫氧根離子生成氫氧化銅沉淀。
檢測方法
氫氧化銅農(nóng)藥制品(可殺得)在農(nóng)作物中的殘留分析方法可采用美國公定分析方法(AOAC, 1990)有關(guān)植物中Cu的原子吸收分光光度計(jì)法測定,按干灰化法步驟操作。土壤中的殘留分析法按土壤中金屬銅的常規(guī)分析方法提取,最后用原子吸收法測定。
安全事宜
環(huán)境危害
氫氧化銅農(nóng)藥制劑對魚類和一些水生無脊椎動物有毒,并且會對水體造成污染,還會在土壤中形成重金屬殘留。
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
(1)LD?? 口服(大鼠):1000 mg/kg
(2)對多種不同動物的毒理學(xué)數(shù)據(jù)。
人體中毒表現(xiàn)
①口服中毒:多為口服中毒,口內(nèi)有金屬味,食管、胃部燒灼感,多有劇烈的惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、便血等癥狀。不久可出現(xiàn)肝、腎及神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)損害和溶血現(xiàn)象,如黃、血紅蛋白尿、少尿、腎衰竭等。嚴(yán)重者者出現(xiàn)血管麻痹、頭痛、頭暈、妄、煩躁、呼吸困難、抽搐、昏迷,多因肝、腎衰竭或循環(huán)衰竭及腦水腫、腦疝而死亡。多死于中毒后的5-7日。
②皮膚接觸中毒:出現(xiàn)皮膚潮紅、瘙癢、丘疹、水皰、糜爛等。
急救措施
參考資料 >
[科普中國]-氫氧化銅.科普中國網(wǎng).2023-12-23