سولفات مس، کات کبود یا زاج آبی کریستال های آبی رنگی هستند که به صورت محلول در آب در اندازه های متفاوت تولید می شوند. تولید سولفات مس با محلول الکترولیز از مهمترین روش های صنعتی است.
سولفات مس ترکیب معدنی گوگرد و مس است و بیش از 200 هزار تن در سال استفاده می شود. این ماده در صنایع مختلف کاربرد دارد. بیشترین کاربری آن مربوط به بخش کشاورزی، به عنوان قارچ کش و آفت کش می باشد. مقدار قدرت کشندگی سولفات سدیم در برابر آفت ها و باکتری ها به میزان مس در سولفات مس بستگی دارد.
سولفات مس چگونه تولید می شود؟
روش های مختلفی برای تولید سولفات مس وجود دارد. برخی از این روش ها فقط در آزمایشگاه و برای تولید مقدار محدودی از سولفات مس استفاده می شود و از نظر اقتصادی به صرفه نیستند.
- ساخت سولفات مس با واکنش کربنات مس و اسید سولفوریک
- ساخت سولفات مس با واکنش سدیم هیدروسولفات و مس فلزی
- ساخت سولفات مس با واکنش اکسید مس و اسید سولفوریک
- ساخت سولفات مس با محلول الکترولیز اسید سولفوریک با استفاده از آند و کاتد مسی
- ساخت سولفات مس با واکنش مس با مخلوط اسید سولفوریک و آب اکسیژنه
- ساخت سولفات مس با واکنش مس با مخلوط اسید سولفوریک و اسید نیتریک
- ساخت سولفات مس با حرارت دادن سنگ معدن سولفید مس
- ساخت سولفات مس با واکنش مس با اسید سولفوریک در هوای گرم
- ساخت سولفات مس با حرارت دادن مخلوط مس و گوگرد
تهیه سولفات مس با محلول الکترولیز
الکترولیز یک نوع فرآیند الکتروشیمیایی به حساب می آید. در این فرآیند جریان از الکترود اول به الکترود دوم رفته و یون های مثبت و منفی را از هم جدا می کند. یون های مثبت سمت الکترود منفی و یون های منفی به سمت الکترود مثبت می روند.
مراحل ساخت سولفات مس با محلول الکترولیز در آزمایشگاه، شامل این موارد می شود:
وسایل ایمنی مناسب را فراهم کنید
واکنش هایی که در مراحل ساخت سولفات مس انجام می شود، باعث تولید موادی می شود که بسیار سمی و مضر هستند. به همین دلیل قبل از شروع به کار باید خود را با وسایل ایمنی تجهیز کنید تا دچار مشکل نشوید. برای انجام این آزمایش به وسایل زیر نیاز دارید:
- روپوش آزمایشگاهی آستین بلند
- دستکش مقاوم در برابر اسید
- عینک یا محافظ چشم
بهتر است مقداری جوش شیرین نیز داشته باشید تا در صورت نشت اسید، از آن برای خنثی کردن تاثیر اسید استفاده کنید.
تجهیزات مورد نیاز خود را فراهم کنید
برای ساخت سولفات مس با محلول الکترولیز به این وسایل نیاز دارید:
- باتری 6 ولتی
- بشر یا لیوان شیشه ای
- سیم مسی
- محلول اسید سولفوریک غلیظ
- لیوان درجه بندی یا قطره چکان
در صورت عدم دسترسی به اسید سولفوریک می توان اسید باتری استفاده کرد.
محل کار مناسب را انتخاب کنید
طی فرآیند ساخت سولفات مس با محلول الکترولیز، گاز هیدروژن تولید می شود. این گاز قابلیت احتراق دارد. به همین دلیل این روش را فقط در آزمایشگاه و زیر هود آزمایشگاهی و یا در فضای باز انجام می دهند. همچنین باید دور از هر نوع شعله یا منبع اشتعال قرار داشت.
سطحی که روی آن کار را انجام می دهید نیز باید در برابر اسید مقاوم باشد. اگر چنین سطحی ندارید، بهتر است از یک لایه مقوای کلفت استفاده کنید. اسید سولفوریک قادر به حل کردن مقوا است. اما این فرآیند با سرعتی آرام انجام می شود. در نتیجه فرصت لازم برای خنثی کردن اثر اسید را با جوش شیرین خواهید داشت.
محلول سولفوریک اسید را تهیه کنید
در این مرحله باید محلول اسید سولفوریک را تهیه کرد. برای ساخت این محلول به این مواد نیاز دارید:
- آب 30 میلی لیتر
- اسید سولفوریک غلیظ 5 میلی لیتر
این مواد را در ظرف شیشه ای بریزید. در صورتی که از اسید باتری با غلظت کمتر استفاده می کنید، می توانید 15 میلی لیتر اسید را در 20 میلی لیتر آب بریزید، تا محلول اسیدی را تهیه کنید.
دو سیم در محلول قرار دهید بدون تماس با یکدیگر
در این مرحله دو سیم را به گونه ای در محلول قرار دهید که به هم برخورد نکنند. برای حفظ فاصله بین سیم ها می توانید از یک مداد یا انبردست کمک بگیرید.
باتری 6 ولتی را به سیم ها وصل کنید
باتری را کنار ظرف قرار دهید و سیم ها را به باتری وصل کنید. سیم اول را دور ترمینال مثبت و دیگری را دور ترمینال منفی بپیچید. در این مرحله واکنش تولید سولفات مس با محلول الکترولیز شروع می شود.
منتظر بمانید تا واکنش انجام شود
سیمی که به ترمینال منفی متصل شده، آند نام دارد، شروع به نشان دادن واکنش می کند. می توانید دور این سیم حباب ها را ببینید که تشکیل می شوند. پس از مدتی شکل گرفتن سولفات مس را می بینید. در این لحظه رنگ محلول آبی می شود.
تا زمانی که محلول کاملا” آبی شود صبر کنید. آب شدن محلول به معنای کامل شدن واکنش است. در این مرحله می توانید سیم ها را از محلول خارج کنید.
محلول را در معرض هوا قرار دهید تا کریستال ها باقی بماند
برای جدا کردن کریستال های سولفات مس، باید محلول تبخیر شود. برای این کار می توانید محلول را در یک ظرف کم عمق بریزید و اجازه دهید در معرض هوا قرار گیرد تا محلول تبخیر شده و کریستال ها باقی بمانند.
اگر می خواهید این فرآیند با سرعت بیشتری انجام شود، می توانید محلول را بجوشانید. برای جوشاندن محلول اسیدی از یک ظرف مقاوم در برابر حرارت و اسید، مثل پیرکس استفاده کنید. در این روش آخرین ذره اسید سولفوریک تبخیر نمی شود و باید با احتیاط دور ریخته شود.
محلول اضافی را با احتیاط دور بریزید
سولفات مس یک ماده سمی و خطرناک است. رها کردن آن در محیط زیست باعث مرگ گیاهان و حیوانات می شود. در نظر داشته باشید که مقدار کمی سولفات مس در پاک کننده های فاضلاب استفاده می شود. به همین دلیل می توانید باقی مانده محلول را با آب رقیق کرده و در سینک بریزید تا وارد فاضلاب شود.
چند نکته مهم در ساخت سولفات مس با محلول الکترولیز
- تماس سولفات مس با پوست خطرناک است.
- در صورت ریخته شدن اسید سولفوریک روی هر قسمت از پوست، به سرعت پوست را با صابون و آب سرد به مدت 15 دقیقه بشویید.
- اگر اسید سولفوریک چشم خورد، برای 30 دقیقه چشم را در آب سرد بشویید و به پزشک مراجعه کنید.
- اگر اسید سولفوریک روی سطح میز یا جای دیگری ریخت، مقداری جوش شیرین روی آن بریزید و اجازه دهید تا حباب زدن تمام شود. پس از آن می توانید مواد را با اسفنج یا حوله کاغذی پاک کنید.
سخن پایانی
با توجه به کاربرد گسترده سولفات مس در صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری، نیاز به تولید آن بیشتر شده است. شرکت آپادانا پارسه زنجان با سال ها سابقه در زمینه تولید مواد شیمیایی صنعتی از جمله سولفات مس صنعتی فعالیت دارد.
در صورت نیاز برای دریافت اطلاعات بیشتر درباره مراحل تولید و فروش سولفات مس به صفحه مربوط مراجعه کنید.
بدون دیدگاه