1. Tính chất lý–hóa
- Công thức hóa học: CuSO₄ (không ngậm nước), CuSO₄·5H₂O (ngậm 5 phân tử nước)
- Khối lượng phân tử: 159,609 g/mol (không ngậm nước), 249,685 g/mol (ngậm nước)
- Ngoại quan:
- Không ngậm nước: bột tinh thể trắng
- Ngậm nước: tinh thể màu xanh lam rực rỡ
- Mật độ: 3,6 g/cm³ (không ngậm nước), ~2,284 g/cm³ (ngậm 5H₂O)
- Điểm nóng chảy: 110 °C (pentahydrate phân hủy), ~200 °C (anhydrous phân hủy thành SO₃ và CuO)
- Độ tan trong nước (25 °C): 23,1 g/100 mL (pentahydrate), hòa tan tốt
- pH dung dịch 0,1 M: ≈4,5 (tính axit nhẹ)
2. Ứng dụng công nghiệp
a. Trong Công nghiệp:
- Mạ điện: Dung dịch CuSO4 được sử dụng rộng rãi làm dung dịch điện ly trong quá trình mạ đồng, tinh luyện đồng bằng phương pháp điện phân.
- Sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm, thuốc diệt cỏ: CuSO4 là thành phần chính trong thuốc Bordeaux (hỗn hợp CuSO4 và vôi tôi) và thuốc Burgundy, được dùng để kiểm soát nấm bệnh trên cây trồng, đặc biệt là nho và các loại cây ăn quả khác. Nó cũng được dùng để diệt tảo, ốc sên trong nông nghiệp.
- Công nghiệp dệt may: Dùng làm chất cầm màu trong nhuộm vải, đặc biệt cho một số loại thuốc nhuộm nhất định. Nó cũng có thể được sử dụng trong quá trình hoàn thiện vải để tăng khả năng chống nhăn.
- Sản xuất chất xúc tác: CuSO4 được dùng để sản xuất các chất xúc tác gốc đồng cho nhiều phản ứng hóa học hữu cơ và vô cơ.
- Công nghiệp thuộc da: Dùng làm chất cố định trong một số quy trình thuộc da.
- Công nghiệp sơn: Dùng làm chất chống hà cho sơn tàu biển (ngăn chặn sự bám dính của các sinh vật biển vào thân tàu).
- Sản xuất pin và ắc quy: Được sử dụng trong một số loại pin, ví dụ như pin Daniell.
- Trong xây dựng: Được sử dụng như một chất phụ gia trong bê tông để tăng khả năng chống thấm và diệt nấm mốc. Đôi khi được dùng để xử lý gỗ chống mục nát.
- Phân tích hóa học: Dùng làm thuốc thử trong phòng thí nghiệm, ví dụ như trong dung dịch Fehling để phát hiện đường khử.
- Sản xuất sợi nhân tạo (rayon): Được sử dụng trong một số công đoạn của quá trình sản xuất.
b. Trong Xử lý nước:
- Diệt tảo và vi sinh vật: Đây là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của CuSO4 trong xử lý nước. Nó rất hiệu quả trong việc kiểm soát sự phát triển của tảo trong các hồ chứa nước, bể bơi, ao hồ nuôi trồng thủy sản và hệ thống nước làm mát công nghiệp. Liều lượng sử dụng cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh gây hại cho các sinh vật khác và môi trường.
- Loại bỏ mùi và vị khó chịu: Tảo và một số vi sinh vật có thể gây ra mùi và vị khó chịu trong nước. Việc sử dụng CuSO4 để kiểm soát chúng cũng góp phần cải thiện chất lượng nước về mặt cảm quan.
- Kiểm soát một số ký sinh trùng: Trong nuôi trồng thủy sản, CuSO4 có thể được dùng để xử lý một số bệnh do ký sinh trùng ngoại ký sinh trên cá.
- Lưu ý quan trọng: Việc sử dụng CuSO4 trong xử lý nước cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về liều lượng và an toàn môi trường, do đồng là một kim loại nặng có thể gây độc ở nồng độ cao.
c. Trong Tách Vàng (Au) từ quặng:
Trong lĩnh vực chiết tách vàng từ quặng, CuSO4 không phải là hóa chất chính yếu như xyanua (ví dụ, NaCN hoặc KCN) nhưng nó có thể đóng một số vai trò phụ trợ hoặc được sử dụng trong các quy trình cụ thể, đặc biệt liên quan đến việc xử lý các loại quặng phức tạp hoặc trong các giai đoạn tiền xử lý:
- Hoạt hóa khoáng vật sulfua: Trong một số quy trình tuyển nổi (flotation) để làm giàu quặng vàng, đặc biệt là khi vàng liên kết với các khoáng vật sulfua (ví dụ: pyrit, arsenopyrit), CuSO4 có thể được thêm vào như một chất hoạt hóa (activator). Ion Cu2+ có thể hấp phụ lên bề mặt của một số khoáng vật sulfua, làm thay đổi tính chất bề mặt của chúng và tăng cường khả năng gắn kết với thuốc tuyển nổi, từ đó cải thiện hiệu quả thu hồi vàng đi kèm với các khoáng vật này.
- Ví dụ, CuSO4 có thể hoạt hóa sphalerit (ZnS) trong trường hợp vàng đi kèm với khoáng vật này, giúp sphalerit dễ nổi hơn.
- Xử lý quặng chứa đồng: Nếu quặng vàng có chứa một lượng đáng kể các khoáng vật đồng, CuSO4 có thể phát sinh như một sản phẩm phụ trong quá trình xử lý hoặc được xem xét trong việc tối ưu hóa các điều kiện chiết tách.
- Trong một số quy trình thủy luyện không dùng xyanua (non-cyanide leaching): Mặc dù hiếm hơn, một số nghiên cứu và quy trình thử nghiệm có thể khám phá việc sử dụng các hợp chất đồng, bao gồm cả CuSO4, kết hợp với các thuốc thử khác (ví dụ: thiosulfate, thiourea) để chiết vàng. Trong những trường hợp này, đồng có thể đóng vai trò xúc tác hoặc là một phần của phức chất hòa tan vàng. Tuy nhiên, các quy trình này thường phức tạp hơn và chưa phổ biến bằng phương pháp xyanua hóa truyền thống.
- Ảnh hưởng đến quá trình xyanua hóa: Sự hiện diện của các ion đồng (có thể đến từ CuSO4 hoặc các khoáng vật đồng trong quặng) có thể ảnh hưởng đến quá trình xyanua hóa vàng:
- Tiêu thụ xyanua: Đồng có thể phản ứng với xyanua tạo thành các phức chất đồng-xyanua (ví dụ, [Cu(CN)_2]−, [Cu(CN)_3]2−, [Cu(CN)_4]3−), làm tăng lượng xyanua tiêu thụ và chi phí vận hành.
- Ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan vàng: Ở một số nồng độ nhất định, ion đồng có thể có tác dụng xúc tác làm tăng tốc độ hòa tan vàng trong dung dịch xyanua. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, nó có thể cạnh tranh với vàng trong việc tạo phức với xyanua, làm giảm hiệu quả chiết tách vàng.
Chính vì vậy, việc kiểm soát nồng độ đồng trong dung dịch xyanua là rất quan trọng. Đôi khi, người ta phải tiến hành các bước tiền xử lý để loại bỏ bớt đồng hoặc sử dụng các phụ gia để giảm thiểu tác động tiêu cực của đồng.
3.Lưu ý an toàn:
Độc tính: LD₅₀ ~ 300 mg/kg (chuột), gây kích ứng da/mắt, ngộ độc nếu nuốt.
Xử lý: Dùng thiết bị bảo hộ (găng tay, kính), tránh thải trực tiếp ra môi trường (Cu²⁺ tích tụ gây ô nhiễm).
4.Kết luận: CuSO₄ đóng vai trò đa dụng nhờ tính oxy hóa, khả năng tạo phức, và độ tan cao. Trong tách vàng, nó tối ưu hóa hiệu suất cyanide và giảm chi phí xử lý quặng phức tạp.
Dịch
