Медный купорос, кристаллы и получение⁠⁠

Формула: CuSO4 · 5H2O

Где найти: Часто встречается в садовых или хозяйственных магазинах под названием медный купорос. Садовый может быть очень грязным. Тогда нужно перекристаллизовать вещество. Чистое вещество можно купить в химическом магазине. Если есть серная кислота, можно получить самому (см. ниже).

Приготовление раствора: 100 г вещества растворить в 200 мл очень горячей воды. Если нет ограничения по веществу, можно растворять в горячей воде пока не перестанет растворяться. (Не использовать пищевую посуду.) Дать раствору остыть и выдержать сутки для стабилизации после начала образования кристаллов.

Кристаллизация: При охлаждении может образовывать перенасыщенный раствор. Чтобы спровоцировать кристаллизацию нужно закинуть несколько кристаллов вещества (из пачки). Если стукнуть стакан с раствором об стол или перемешать раствор, может выпасть множество непригодных мелких кристаллов.

Затравка: Желательно выбрать кристалл небольшого размера, который является монокристаллом. Привязать на леску или тонкую капроновую нить. Обычная нитка не рекомендуется - на ней начинают нарастать маленькие кристаллы, чем портят основной кристалл.

Подробное видео о выращивании:

Примечания: После выращивания кристалла его желательно покрыть лаком. Кристалл может выветриваться и покрываться частично обезвоженным сульфатом меди (белый). Кристалл лучше сохраняется в прохладном и достаточно влажном воздухе.

Кристаллы при этом можно восстанавливать. Достаточно очистить все белые места на кристалле, промыть при помощи ватки водой и опустить в насыщенный раствор. Переворачивать кристалл хотя бы 1-2 раза в день при выращивании на дне емкости. Видео по теме:

Способы получения:

2Cu + 2H2SO4 + O2 → 2CuSO4 + 2H2O

Самый простой и самый долгий способ, это реакция меди и разбавленной серной кислоты на воздухе. Реакция идет крайне медленно. Её можно ускорить пропуская воздух через раствор или добавив перекиси водорода. Реакция лучше идет на границе меди, раствора и воздуха, поэтому желательно, чтобы медь (например, медные провода) выходила за рамки раствора.

2Cu + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2

Электролиз разбавленной серной кислоты (10%) при помощи медных электродов. Анод под воздействием электрического тока растворяется. Однако, нужно предотвратить обратный процесс восстановления меди на катоде. Подробное видео на тему:

Суммарная реакция: 2NH4NO3 + 4H2SO4 + 3Cu = (NH4)2SO4 + 2NO + 4H2O + 3CuSO4

Промежуточные реакции:

2NH4NO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2HNO3

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Cu(NO3)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2HNO3

Для очистки из полученного раствора осаждают основный карбонат меди при помощи обычной пищевой соды: 2CuSO4 + 4NaHCO3 → Cu(OH)2 · CuCO3 + 2Na2SO4 + 3CO2 + H2O

Полученный основный карбонат промывают водой и растворяют в серной кислоте:

Cu(OH)2 · CuCO3 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 3H2O + CO2

Видео по теме:

Фотографии моих кристаллов:

При наличии примесей железа в растворе кристалл меняет форму на более плоскую и становится более прозрачным.