تیم تولید محتوا
کات کبود یا سولفات مس پنتا هیدرات (نامگذاری آیوپاک: copper II sulfate 5-hydrate، با فرمول شیمیایی CuSO4·5H2O)، یک ماده معدنی است که از ترکیب گوگرد، مس، اکسیژن و هیدروژن تولید می‌شود. این ماده که امروزه در بسیاری از صنایع کاربرد گسترده‌ای دارد، می‌تواند باکتری‌ها، جلبک‌ها، برخی علف‌های هرز و قارچ‌های مزاحم را از بین ببرد؛ اما اینکه کات کبود واقعاً چه پتانسیلی برای استفاده در زندگی روزمره بشر دارد، سؤالی است که برای سال‌ها ذهن بسیاری از شیمیدانان برجسته و سایر دانشمندان علوم مختلف را به خود مشغول کرده بود.
بااین‌حال، اکنون پاسخ به این سؤال نسبتاً ساده است: کات کبود به‌عنوان یک ماده شیمیایی مهم در برخی حوزه‌های صنعتی مانند تولید مواد شیمیایی، کشاورزی و پزشکی استفاده می‌شود. این ماده شیمیایی در تولید چندین محصول تجاری نیز نقش حیاتی دارد. اکنون قصد داریم تا به‌طور مفصل به بررسی کاربردهای این ماده بپردازیم و، تاریخچه و جزئیات نحوه استفاده از این ماده شیمیایی را توضیح دهیم. با ما همراه باشید.
در ابتدای کار بیایید ببینیم که اصلاً کات کبود چیست و آیا سولفات مس و کات کبود دقیقاً یک چیز هستند؟ یا با هم تفاوت‌هایی نیز دارند؟ اکنون می‌خواهیم یک بار برای همیشه این موضوع را توضیح دهیم.
سولفات مس اصطلاحی است که می‌تواند به یکی از ترکیبات شیمیایی زیر اشاره کند: سولفات مس (Cu2SO4) یا سولفات مس (CuSO4). به هر دو این ترکیبات شیمیایی در علم شیمی سولفات مس می‌گوییم. بااین‌حال، دومی ترکیبی است که در صنعت و کشاورزی ترجیح داده می‌شود. بنابراین در صنعت به‌تنهایی با اصطلاح سولفات مس توصیف می‌شود. البته نام سیستماتیک CuSO4، سولفات مس (II) یا Copper(II) sulfate است که به‌عنوان ویتریول آبی، ویتریول رومی، ویتریول مس و بلو استون نیز شناخته می‌شود.
رایج‌ترین شکل سولفات مس، فرم پنتاهیدرات آن است که با فرمول شیمیایی CuSO4.5H2O ارائه می‌شود که ساختار کریستالی دارد و در آن 5 مولکول آب با یک مولکول سولفات مس پیوند برقرار کرده‌اند. این فرم از سولفات مس با رنگ آبی روشن مشخص می‌شود و دقیقاً همان چیزی است که از آن در زبان فارسی به‌نام کات کبود یاد می‌کنیم. بنابراین این ماده در اصل سولفات مس پنتاهیدرات است. شکل بی‌آب این نمک نیز، پودری سفید رنگ به‌نام سولفات مس یا CuSO4 است که در کشاورزی کاربرد گسترده‌ای دارد.
مولکول CuSO4 از یک پیوند یونی بین کاتیون مس (Cu2+) و آنیون سولفات (SO42-) تشکیل شده است. تصویری که ساختار یک مولکول سولفات مس را توضیح می‌دهد، در زیر ارائه شده است. سولفات مس را می‌توان با عمل‌آوری مس فلزی با اسید سولفوریک گرم‌شده و غلیظ یا با تصفیه اکسیدهای مس با اسید سولفوریک رقیق تهیه کرد. می‌توان اشاره کرد که حالت اکسیداسیون نشان داده‌شده توسط اتم مس در یک مولکول CuSO4، عدد مثبت 2 است.
این ماده از زمان‌های باستان شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته بود. استفاده از آن به یونان و روم باستان بازمی‌گردد. یونانی‌ها و رومی‌ها از مس سولفات به‌عنوان ماده‌ای برای ضدعفونی‌کردن زخم‌ها و بهبود فرایند شست‌وشو استفاده می‌کردند.
در قرون وسطی، کیمیاگران از آن در تلاش‌هایشان برای تبدیل فلزات پایه به طلا و دیگر اهداف کیمیاگری استفاده می‌کردند؛ اما یکی از اولین توصیفات علمی مدرن از این ماده، توسط شیمیدان آلمانی، آندریاس لیباویوس (Andreas Libavius)، در سال 1597 در کتاب خود به‌نام “Alchemia” آورده شد. او خواص و کاربردهای این ماده را برای اولین بار توضیح داد و به بررسی ترکیب آن پرداخت.
این ماده از دهه 1700 در ایالات متحده به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت و اولین بار در سال 1956 برای استفاده در ایالات متحده به‌صورت قانونی ثبت شد. البته US EPA فرایند پذیرش و ثبت سولفات مس را در سال 2009 تکمیل کرد. این ترکیب سال‌ها است که در صنعت رنگرزی و آبکاری استفاده می‌شود و هم‌اکنون گستره وسیعی از صنایع دیگر را هم دربرمی‌گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تاریخچه استفاده از سولفات مس، مقاله استفاده از سولفات مس در پزشکی سنتی را مطالعه کنید.
ابتدا باید بدانید که خواص CuSO4 بی‌آب (سولفات مس) و CuSO4.5H2O به‌طور قابل‌توجهی متفاوت هستند و متأسفانه از آنجا که بسیاری از افراد این تفاوت را به‌طور دقیق نمی‌دانند، در بسیاری از مقالات اینترنتی، خواص فیزیکی و شیمیایی یکسانی برای این دو ماده درنظر گرفته شده است. بااین‌حال، در ادامه ما به‌طور جداگانه خواص سولفات مس و کات کبود را برجسته کرده‌ایم:
بیشتر بخوانید: سولفات مس با محلول الکترولیز
یک مثال معروف از واکنش «تک جابه‌جایی» در علم شیمی که در آن یک فلز از یک ترکیب با یک فلز از ترکیب دیگر جابه‌جا می‌شوند، واکنش بین آهن و سولفات مس است که توسط واکنش Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu ارائه می‌شود. همان‌طور که می‌بینید، اتم آهن به‌راحتی می‌تواند جای مس را در ترکیب سولفات مس بگیرد و سولفات آهن را ایجاد کند.
این ماده دارای خواص منحصربه‌فردی است که آن را به طرق مختلف مفید می‌کنند؛ به‌گونه‌ای که این خواص آن را به یک ترکیب شیمیایی باارزش و همه‌کاره در صنایع مختلف تبدیل کرده است. درواقع میان ترکیبات مختلف مس، شناخته‌شده‌ترین و مفیدترین نمونه از نمک مس است، به‌طوری‌که این ماده اغلب به‌عنوان ماده اولیه برای تولید بسیاری از نمک‌های مس دیگر استفاده می‌شود.
امروزه بیش از 100 تولیدکننده سولفات مس در جهان وجود دارد و مصرف جهانی آن حدود 275 هزار تن در سال است. تخمین زده می‌شود که تقریباً از سه‌چهارم این ماده در کشاورزی، به‌عنوان قارچ‌کش و درمان خاک‌های دارای کمبود مس استفاده می‌شود.
سولفات مس یک ماده شیمیایی با خواص متنوع است و کاربردهای وسیعی در صنعت دارد. در گذشته از این ترکیب بیشتر در رنگرزی و آبکاری استفاده می‌شد و امروزه درصد زیادی از این ماده برای مصارف کشاورزی استفاده می‌شود. اکنون بیایید تا عمیق‌تر به کاربردهای آن بپردازیم.
این ترکیب به‌دلایل مختلف در بخش کشاورزی اهمیت دارد. به‌عنوان مثال، می‌توانید از آن برای کنترل بیماری‌های قارچی در مرکبات، انگور و گندم استفاده کنید. کارشناسان نشان داده‌اند استفاده از پنتا هیدرات سولفات مس در بیشتر قارچ‌کش‌ها مؤثر است. بااین‌حال، برخی از قارچ‌ها توانایی سازگاری با سطوح بالای یون مس را دارند. بنابراین امروزه از سوسپانسیون حاوی ترکیبات سولفات مس و هیدروکسید کلسیم برای کنترل قارچ انگور، خربزه و گیاهان توت استفاده می‌شود. این ماده از اختلاط محلول آبی سولفات مس و سوسپانسیون آهک تولید می‌شود.
از مخلوط سولفات مس و کربنات آمونیوم در باغبانی برای جلوگیری از میرایی نهال‌ها استفاده می‌شود. این مخلوط به‌عنوان علف‌کش با مصارف غیرکشاورزی، مانند کنترل گیاهان آبزی مهاجم و ریشه گیاهانی که در مجاورت لوله‌های انتقال آب رشد می‌کنند، استفاده می‌شود.
سولفات مس در استخرها به‌عنوان عاملی برای از بین بردن جلبک‌ها استفاده می‌شود. محلول رقیق سولفات مس برای درمان عفونت‌های انگلی ماهی‌های آکواریومی استفاده می‌شود و برای حذف حلزون‌ها از آکواریوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته به یاد داشته باشید که یون‌های مس برای ماهی بسیار سمی هستند؛ اما خوشبختانه بیشتر گونه‌های جلبک را می‌توان با غلظت‌های بسیار کم سولفات مس کنترل کرد، به‌طوری‌که به ماهی‌ها آسیبی وارد نشود.
برخی از کشاورزان ممکن است این ترکیب را در زمین خود برای اصلاح کمبود مس در خاک اعمال کنند. اصلاح کمبود مس، عملکرد کلی مزرعه شما را افزایش می‌دهد.
کات کبود دارای خواصی است که آن را به یک عامل ضدمیکروبی قوی تبدیل می‌کند؛ بنابراین با وجود این خاصیت میکروب‌زدایی، می‌توانید از آن در تصفیه آب استفاده کنید. این ترکیب به تصفیه فاضلاب و کنترل رشد جلبک‌ها در چرخه تصفیه آب کمک می‌کند. این ماده یک جایگزین مؤثر در کنترل باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا است. بنابراین، در افزودنی‌های آکواریوم، مواد شیمیایی استخر و ساخت ضدعفونی‌کننده‌های مختلف به‌طور ایده‌آل استفاده می‌شود.
برخی از شرکت‌های معدنی از این ترکیب در استخراج مس از سنگ معدن استفاده می‌کنند؛ زیرا رسانای عالی گرما و الکتریسیته است. این خواص باعث می‌شوند این ترکیب در هنگام انجام فرایندهای متالورژیکی بر بسیاری از مواد معدنی مشابه ترجیح داده شود. همچنین می‌توانید از این ماده برای جداسازی مواد معدنی از سنگ معدن آن‌ها استفاده کنید.
سولفات مس به یک ماده اصلی در صنعت نساجی تبدیل شده است؛ اما این ماده چه نقشی در صنعت نساجی دارد؟ تولیدکنندگان از آن به‌عنوان ماده خشک‌کننده برای کمک به تثبیت رنگ روی پارچه استفاده می‌کنند. علاوه‌براین، تولیدکنندگان پنبه و ابریشم از آن به‌عنوان عامل رنگ‌دهنده استفاده می‌کنند. این ترکیب به‌عنوان یک عامل رنگ‌دهنده، می‌تواند رنگ آبی را به الیاف اضافه کند.
سولفات مس برای انجام بسیاری از آزمایشات شیمیایی استفاده می‌شود. این ماده در محلول Fehling و محلول Benedict برای آزمایش قند خون استفاده می‌شود (با واکنش‌هایی که در آن opper(II) sulfate، سولفات محلول را به اکسید مس قرمز (I) در حالت محلول کاهش می‌دهد). سولفات مس (II) همچنین در معرف Biuret برای آزمایش پروتئین‌ها استفاده می‌شود. در آزمایش شعله، هنگامی که سولفات مس در شعله می‌سوزد، یون‌های مس نور سبز عمیقی از خود ساطع می‌کنند. این رنگ سبز بسیار شدیدتر از زمانی است که عنصر باریم در شعله می‌سوزد.
سولفات مس در سطح محدودی در سنتز برخی از ترکیبات آلی استفاده می‌شود. نمک بی‌آب سولفات مس به‌عنوان یک عامل کاهنده آب برای تشکیل و اصلاح گروه‌های استال استفاده می‌شود. نمک هیدراته سولفات مس (کات کبود) را نیز می‌توان با پرمنگنات پتاسیم مخلوط کرد تا یک ترکیب اکسیدکننده برای تبدیل الکل‌های اولیه تولید کند.
واکنش سولفات مس با هیدروکسید آمونیوم باعث تولید tetraamminecopper (II) sulfate یا معرف شوایزر می‌شود که برای حل‌کردن سلولز در تولید صنعتی رایون (الیاف نساجی یا پارچه‌ی ساخته‌شده از سلولز بازسازی‌شده) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ما در ادامه، موارد استفاده از سولفات مس و کات کبود در صنعت را به‌شرح زیر، فهرست کرده‌ایم:
بیشتر بخوانید: کمبود مس در خاک
با اینکه کات کبود و محلول کات کبود به‌طور گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما در هنگام مواجهه با آن باید برخی نکات ایمنی را مدنظر داشت؛ زیرا این ماده در تماس طولانی مدت با بدن انسان می‌تواند عوارضی بر جای بگذارد.
مس عنصری است که به‌طور طبیعی در بدن گیاهان و حیوانات وجود دارد و برای بقای موجودات ضروری است؛ اما سولفات مس این‌طور نیست و وقتی کسی در معرض آن قرار می‌گیرد، این ماده می‌تواند به‌عنوان محرک عمل کند. البته محصولات زراعی و کشاورزی پس‌از آفت‌کشی با سولفات مس کاملاً تمیز می‌شوند، بنابراین خطر بسیار کمی برای بلعیدن یک محصول کشاورزی که با محصولات حاوی سولفات مس تیمار شده است (چه به‌صورت کود شیمیایی و چه به‌صورت آفت‌کش) وجود دارد؛ زیرا سولفات مس خود را به رسوبات خاک متصل می‌کند و در محصول نهایی که به بازار منتقل می‌شود، وجود نخواهد داشت.
محصولاتی که با استفاده از سولفات مس تولید شده‌اند، خطری برای سلامتی انسان نخواهند داشت؛ اما اگر خودتان از کات کبود و سولفات مس برای اهداف کشاورزی، باغداری یا هر چیز دیگری استفاده می‌کنید، ممکن است در معرض عوارض جانبی آن‌ها قرار بگیرید. بنابراین در هنگام استفاده از این محصولات، بسیار احتیاط کنید. اگر سولفات مس از طریق پوست یا چشم جذب شود، ممکن است باعث سوزش و آبریزش بینی شود. در صورت ورود این ماده به چشم، ممکن است خارش، اگزما، ورم ملتحمه، التهاب، تجمع مایعات یا تحریک قرنیه را تجربه کنید.
اگر سولفات مس بلعیده شود، میزان سمیت کمی خواهد داشت؛ زیرا اغلب به‌دلیل تحریک شدید دستگاه گوارش، خیلی سریع باعث استفراغ فرد شده و از بدن خارج می‌شود؛ اما اگر فردی سولفات مس مصرف کند و استفراغ نکند، ممکن است در معرض مسمومیت با سولفات مس قرار بگیرد. علائم مسمومیت با سولفات مس و کات کبود، عبارتند از:
صرف‌نظر از اینکه استفراغ رخ داده است یا خیر، هر فردی که سولفات مس مصرف می‌کند، باید به اورژانس مراجعه نماید تا مطمئن شود که آسیبی به مغز، کبد، کلیه‌ها یا پوشش روده و معده‌ی او وارد نشده باشد. به‌صورت بسیار نادر، قرارگرفتن در معرض دوز بالای سولفات مس در برخی شرایط می‌تواند منجربه مرگ شود. بااین‌حال اگر سریعاً درمان پزشکی دریافت کنید، هیچ آسیبی نخواهید دید.
EPA (آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده) تاکنون هیچ نوع رتبه‌بندی برای سرطان‌زابودن سولفات مس صادر نکرده است؛ زیرا شواهد کافی که سولفات مس را با ایجاد سرطان در انسان‌ها مرتبط کند، وجود ندارد.
جالب است بدانید که بدن انسان می‌تواند میزان مس را در خود تنظیم کند. در واقع عملکرد طبیعی بدن انسان باعث می‌شود تا مس وارد جریان خون و پیش‌از دفع از طریق مدفوع، عمدتاً در کبد جمع‌آوری شود. بنابراین تحقیقات بیشتری برای تعیین اینکه آیا قرارگرفتن طولانی مدت در معرض سولفات مس می‌تواند باعث سرطان در انسان و حیوانات شود، مورد نیاز است؛ اما تاکنون چنین چیزی اثبات نشده است. بااین‌حال اگر به‌طور مداوم در معرض سولفات مس قرار دارید، ممکن است خطر ابتلا به بیماری کبدی در شما افزایش یابد.
در مورد بچه‌ها و کودکان، این احتمال وجود دارد که حساسیت بدن آن‌ها نسبت به سولفات مس بیشتر از بزرگسالان باشد. بنابراین کودکان باید از تماس مستقیم با کات کبود خودداری کنند. در مورد حیوانات نیز، سمیت سولفات مس برای پرندگان می‌تواند متوسط باشد؛ اما ماهی‌ها باید به‌طور کامل از این ماده دور نگه داشته شوند؛ زیرا استفاده از سولفات مس در دریاچه‌ها و حوضچه‌ها باعث کاهش اکسیژن آب و ایجاد محیطی مرگبار برای آبزیان می‌شود.
این ماده معمولاً در کیسه‌های دربسته و در انباری با رطوبت پایین و تهویه مناسب نگهداری می‌شود. به‌طور کلی، سولفات مس جامد و محصولات مشتق شده از آن، باید در یک ظرف محکم با درِ بسته نگهداری شوند. کیسه‌ها و بسته‌بندی‌ها باید در مکانی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب و دور از مواد ناسازگار نگهداری شوند. همچنین حتماً باید انبار را از افزایش حجم رطوبت محافظت کنید. پس‌از کار با ترکیب سولفات مس نیز باید دست‌های خود را کاملاً بشویید. لباس‌های کار را هم پیش از استفاده مجدد بشویید تا آلودگی روی آن‌ها از بین برود.
ضمناً با این ماده به‌گونه‌ای کار کنید که تولید و تجمع گردوغبار به حداقل برسد؛ چون تا حد ممکن باید از برخورد کات کبود با چشم و دهان جلوگیری شود.
بیشتر بخوانید: مزایای استفاده از سولفات مس
شرکت آپادانا پارسه زنجان، یکی از تولیدکنندگان برجسته کات کبود و سولفات مس در ایران است. این شرکت از سال 1376 فعالیت خود را در زمینه ارائه محصولات شیمیایی صنعتی آغاز کرد و توانست محصولات خود را به چندین کشور صادر کند. محصولات این شرکت، شامل انواع مختلف کات کبود از جمله سولفات مس کریستالی، سولفات مس صنعتی، سولفات مس پودری و سولفات مس شکری است. کات کبود تولیدی آپادانا پارسه زنجان در صنایع مختلفی کاربرد دارد:
آپادانا پارسه زنجان شیمی با تولید سالانه بیش‌از هزار تُن مواد شیمیایی و برخورداری از تکنولوژی‌های پیشرفته، به اولین تولیدکننده سولفات مس بدون اسیدنیتریک در ایران تبدیل شده است. طبق گفته محققان، سولفات مس بدون اسید نیتریک برای استفاده به‌عنوان کود کشاورزی بسیار مناسب است. شما برای اطلاع از قیمت سولفات مس و دریافت مشاوره تخصصی رایگان برای خرید سولفات مس، می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی موجود در پایین صفحه با کارشناسان فروش ما تماس حاصل کنید.
از کاربردهایی که در بالا توضیح داده شد، می‌توان فهمید که کات کبود برخلاف سمی‌بودن ناچیزی که برای انسان دارد، یک ترکیب شیمیایی بسیار مهم در صنعت و کشاورزی است. سولفات مس به‌غیر از تأمین مس مورد نیاز برای خاک، می‌تواند قارچ‌ها، باکتری‌ها و جلبک‌ها را از بین ببرد. این ماده یک آفت‌کش تأیید‌شده است و از گیاهان هنگام رشد محافظت می‌کند. به‌غیر از این، سایر صنایع مانند نساجی، رنگرزی، تصفیه آب، پزشکی و صنعت چاپ به‌طور گسترده‌ای از این ماده معدنی استفاده می‌کنند.
ترکیب CuSO4. 5H2O یا کات کبود، عمدتاً به‌عنوان قارچ‌کش استفاده می‌شود، زیرا می‌تواند بسیاری از قارچ‌های مضر در کشاورزی را از بین ببرد. سولفات مس در محلول‌های Fehling و Benedict نیز استفاده می‌شود. با کمک این ترکیب می‌توان نمونه‌های خون را برای اطلاع از شرایطی مانند کم‌خونی آزمایش کرد.
در CuSO4 هیدراته (آبدار)، مولکول‌های آب اطراف فلز مرکزی (Cu) به‌عنوان لیگاند (یک یون یا مولکول که به یک اتم فلز با پیوند داتیو متصل شده باشد) عمل می‌کنند که این موضوع منجر به انتقال d-d می‌شود. بنابراین رنگ آبی را در ناحیه مرئی ساطع می‌کند و به‌همین‌دلیل کات کبود آبی به‌نظر می‌رسد؛ اما از آنجا که CuSO4 بی‌آب هیچ‌گونه مولکول آبی را در خود نگه نمی‌دارد، رنگ سفید خود را حفظ می‌کند.
Copper (II) sulfate وقتی به مولکول‌های آب متصل می‌شود، یک جامد هیدراته و بر پایه آب است و هنگامی که بی‌آب باشد (وقتی که از نظر مولکولی به آب متصل نباشد)، سفید می‌شود. اما هنگامی که هیدراته می‌شود، معمولاً پنج مولکول آب به یک مولکول سولفات مس متصل می‌شوند و کات کبود را ایجاد می‌کنند؛ البته گرم‌کردنش باعث خروج آب از آن می‌شود.
شرکت آپادانا پارسه زنجان شیمی با بیش از چند دهه فعالیت در حوزه تولید محصولات شیمیایی صنعتی، به تولید و صادرات انواع سولفات مس بدون اسید نیتریک پرداخته و توانسته پاسخگوی نیازهای مشتریان در صنایع مختلف باشد.
