Kupfer(II)-sulfat ist toxisch, innerlich eingenommen
löst es starken Brechreiz aus. Nach der GHS-Einstufung ist es
innerhalb der entsprechenden Gefahrenklasse der Kategorie 4 zugeordnet,
daher kommen in Verbindung mit dem ausgelösten Brechreiz
tödliche Vergiftungen sehr selten vor. Kreislaufstörungen
ergeben sich als Folge der oralen Aufnahme, auch Leber- und
Nierenschädigungen sind möglich. Bei wiederholtem und
längerem Hautkontakt kann es zu allergischen Reaktionen auf der
Haut kommen. Bei Augenkontakt treten entzündliche oder eitrige
Reaktionen im Auge auf. Daher muss man eine Schutzbrille tragen und die
Hände nach dem Arbeiten immer gut waschen. Kupfer(II)-sulfat kann
Wasserorganismen schädigen, das ökologische Gleichgewicht in
Gewässern ist dadurch gefährdet. Abfälle dürfen
keinesfalls ins Abwasser gegeben werden.
Kupfer(II)-sulfat Pentahydrat bildet blaue Kristalle nach dem triklinen Kristallsystem. In der Natur kommt es im Mineral
Chalkanthit vor. Kupfersulfat Pentahydrat war früher unter dem Namen
„Kupfervitriol“ bekannt. Wasserfreies Kupfer(II)-sulfat ist ein
weißes Pulver, das schon mit Luftfeuchtigkeit leicht blau wird. Beide Formen
lösen sich gut im Wasser und bilden eine blaue Lösung. Die Löslichkeit nimmt beim
Erwärmen zu.
Das Pentahydrat ist blau, die wasserfreie Form weiß.
Beim Erhitzen des Pentahydrats entweicht das Wasser.
Beim Erhitzen verliert das blaue Pentahydrat sein Kristallwasser und
färbt sich schließlich weiß. Das Kristallwasser wird
stufenweise abgegeben. Bei +95 °C bildet sich ein Trihydrat,
bei +116 °C ein Monohydrat und bei etwa +200 °C
erhält man wasserfreies, weißes Kupfer(II)-sulfat. Der
Vorgang ist umkehrbar, die Zugabe von Wasser führt wieder zum
Pentahydrat.
Erhitzen: CuSO
4 • 5 H
2O (blau)
CuSO
4 (weiß) + 5 H
2O
Wasserzugabe: CuSO
4 (weiß) + 5 H
2O
CuSO
4 • 5 H
2O
(blau)
Bei sehr starkem Erhitzen auf über +560 °C zerfällt das wasserfreie Kupfer(II)-sulfat in
Kupferoxid, Schwefeldioxid und
Sauerstoff. Die Flammprobe zeigt eine blaugrüne
Flammenfarbe.
Die wässrige Kupfer(II)-sulfat-Lösung hat einen
widerwärtigen, metallischen Geschmack. Filtriert man eine
heiße gesättigte Lösung in eine Petrischale, bilden
sich beim Abkühlen trikline Kristalle:
Kristallzüchtung in der Petrischale
Triklines Kristall am Wollfaden gezüchtet
Gibt man zu einer konzentrierten Kupfer(II)-sulfat-Lösung
konzentrierte Ammoniaklösung, entsteht ein ultramarinblauer
Niederschlag. Nach dem Filtern mit Hilfe einer Fritte und dem
gleichzeitigen Waschen mit Ethanol oder Brennspiritus, lässt sich
nach dem Trocknen Tetraamminkupfer(II)-sulfat Monohydrat gewinnen:
CuSO
4 + 4 NH
3 + H
2O
[Cu(NH
3)
4]SO
4 • H
2O
Bei der Zugabe von Ammoniaklösung zu Kupfer(II)-sulfat-Lösung
entsteht ein ultramarinblauer Niederschlag.
Das so gewonnene, cobaltblaue Pulver ist an der Luft nicht
beständig, es verwittert zu einem grünen Pulver. Es
unterscheidet sich auch optisch deutlich vom türkisblauen
Kupfer(II)-sulfat Pentahydrat. Es enthält einen
Tetraaminkupfer-Komplex. Auch das Kupfer(II)-sulfat Pentahydrat, sowie
seine wässrige Lösung enthalten
Komplexe. Daher ist der geläufige Name eigentlich nicht korrekt.
Kupfer(II)-sulfat Pentahydrat (links) und
Tetraamminkupfer(II)-sulfat Monohydrat (rechts)
Im Labor kann man Kupfer(II)-sulfat durch das Auflösen von
Kupfer(II)-oxid in verdünnter
Schwefelsäure herstellen:
CuO + H
2SO
4 (aq)
CuSO
4 + H
2O
Heiße, konzentrierte Schwefelsäure reagiert mit
Kupfer nicht unter Wasserstoff-Entwicklung, sondern bildet Kupfersulfat,
Schwefeldioxid und Wasser:
Cu + 2 H
2SO
4 CuSO
4 + SO
2 + 2 H
2O
Bei der industriellen Herstellung werden Kupferabfälle und
Abfälle, die beim Rösten sulfidischer Erze auftreten, mit
heißer, verdünnter Schwefelsäure versetzt. Die Reaktion
gelingt unter Zugabe von Luftsauerstoff:
2 Cu + 2 H
2SO
4 (aq) + O
2 2 CuSO
4 + 2 H
2O
Kupfer(II)-sulfat dient zur Herstellung von
Farbpigmenten und von Kupfersalzen wie
Kupfer(II)-oxid.
Es wird eingesetzt als Fungizid für Saatgut, zur Konservierung von
Holz und Tierbälgen, zum Verkupfern in galvanischen Bädern,
zur Kupferstich-Ätzung in Druckereien oder in Färbereien zum
Nachbehandeln von Färbungen. In der Medizin verwendete man es
früher als Brech- und Bandwurmmittel. Heute wird diese Methode nur
noch in der Tiermedizin angewandt. Im Feuerwerk ist es als farbgebender
Bestandteil zur Erzeugung der blauen Flammenfarbe beigemischt. Im Labor
kann man mit weißem Kupfer(II)-sulfat Wasser nachweisen. Dieses
eignet sich auch als Trocknungsmittel.
Das Wasser-Nachweispapier färbt sich mit Wasser blau.
Weitere Infos und Medien
Infos zu den
Sulfaten
Schülerübungen zur
Kristallzüchtung
Forschungsaufträge:
Kristalle züchten
Schülerübungen:
Exotherme und endotherme Reaktionen (Experimente mit Kupfersulfat)