Wat zijn koperverbindingen?
Koperverbindingen zijn chemische stoffen waarin koper wordt gecombineerd met andere elementen of radicalen. De groep omvat zowel anorganische zouten als organische derivaten, en de belangrijkste commerciële leden zijn kopersulfaat (pentahydraat, monohydraat en watervrij), koperacetaat, koperoxide en koperoxide, koperchloride en koperchloride, kopernitraat, kopercyanide, kopernaftenaat en de koperzouten van vetzuren. Ze worden gebruikt in de landbouw en veeteelt, de industrie en de volksgezondheid, en ze worden allemaal geproduceerd uit geraffineerd koper of koper-houdende tussenproducten.
Het meest gebruikte lid van de groep is kopersulfaat. De pentahydraatvorm, CuSO4·5H2O, is het bekende blauwe kristallijne zout, van oudsher blauwe vitriol genoemd, en dient ook als grondstof voor de vervaardiging van vele andere koperzouten.
Belangrijkste typen en hun gebruik
| Verbinding | Formule | Typische vorm | Belangrijkste toepassingen |
|---|---|---|---|
| Kopersulfaat-pentahydraat | CuSO4·5H2O | Blauwe kristallen of korrels | Fungicide en bactericide, micronutriënten voor voeding en bodem, elektrolyt voor galvaniseren en koperraffinage, flotatie-activator, waterbehandeling |
| Kopersulfaat-monohydraat en watervrij | CuSO4·H2O / CuSO4 | Lichtblauw tot grijs poeder | Geconcentreerde formuleringen waarbij het kristallisatiewater niet gewenst is; voervoormengsels |
| Koperoxide | CuO | Zwart poeder | Katalysatoren, pigmenten en kleurstoffen, keramische en emailfrits, toevoegingsmiddel voor diervoeding |
| Koperoxide | Cu2O | Rood tot bruin poeder | Aangroeiwerende verven en coatings, houtconserveringsmiddelen, pigmenten |
| Koperchloride en koperchloride | CuCl2 / CuCl | Groene-blauwe of witte kristallen | Katalysatoren, pigmenten, houtbehandeling, galvaniseren, organische synthese |
| Kopernitraat | Cu(NO3)2 | Blauwe kristallen | Kleurstof in vuurwerk en pyrotechniek, oxidatiemiddel, metaalafwerking |
| Koperacetaat | Cu(CH3COO)2 | Blauw-groen poeder | Pigmenten, textielverven, katalysatoren, houtverduurzaming |
| Kopernaftenaat en kopervetzuurzouten | Organische koperzouten | Viskeuze vloeistoffen of pasta's | Hout- en houtverduurzaming, aangroeiwerende en biocideformuleringen |
| Kopercyanide | CuCN | Wit tot crème poeder | Galvaniseerbaden, chemische synthese (onder strikte controle behandeld) |
Toepassingen in de landbouw en veehouderij
Koperverbindingen zijn effectieve fungicide en bacteriedodende middelen voor het bestrijden van ziekten veroorzaakt door schimmels, schimmels en bacteriën. Kopersulfaat wordt rechtstreeks gebruikt voor zaadbehandeling en koperzoutmengsels worden op grote schaal op boomgaarden en veldgewassen gespoten. De klassieke bereidingen zijn Bordeaux-mengsel, gemaakt van kopersulfaat en kalk, en Bourgondië-mengsel, gemaakt van kopersulfaat en natriumcarbonaat; In de industriële literatuur worden meer dan 300 ziekten vermeld die meer dan honderd gewassen aantasten en die beheersbaar zijn met koperfungiciden, waaronder druiven, citrusvruchten, bananen, appels, peren, perziken, koffie, rubber, katoen, suikerbieten, tarwe, rijst, maïs, gerst, haver, aardappelen, tomaten, bonen en sla.
Koper is ook een essentiële micronutriënt voor gewassen en vee. Wanneer het door planten-beschikbare kopergehalte in de bodem daalt tot een zeer laag niveau, in de orde van enkele milligrammen per kilogram, kunnen gewassen tekorten vertonen en opbrengst verliezen; weidegronden op een vergelijkbaar laag niveau kunnen een tekort aan grazende dieren veroorzaken. Normaal gesproken wordt correctie uitgevoerd door koperzouten in kunstmest op te nemen of door bladsprays toe te passen. Koperzouten worden ook toegevoegd aan voervoormengsels of gegeven aan dieren die deficiëntiesymptomen vertonen. Koperionen hebben een sterk desinfecterende en steriliserende werking, die wordt gebruikt om de slakken en andere weekdieren die als gastheer voor parasieten fungeren te bestrijden, om algen in vijvers, kanalen en rijstvelden te onderdrukken en om hokken in veestallen te desinfecteren.
Omdat deze biologisch actief zijn en, bij hogere doseringen, giftige stoffen, moet het gebruik in de landbouw en de diergeneeskunde voldoen aan het geregistreerde etiket en de lokale maximale residu- en toepassingslimieten-. Koperzouten zijn schadelijk voor het waterleven, dus afvloeiing naar oppervlaktewater moet worden voorkomen.
Industriële toepassingen
In de industrie komen koperverbindingen in vrijwel iedere sector in meer of mindere mate voor. Kopersulfaat wordt gebruikt als beits- en verfhulpmiddel bij het bedrukken en verven van textiel, waar het de kleurvastheid verbetert, en in de leerindustrie. De verschillende koperverbindingen geven blauwe, groene, rode en zwarte kleuren en worden gebruikt als kleurstoffen voor glas, keramiek, cement en email, en als componenten van sommige haarkleurmiddelen, terwijl kopernitraat bij pyrotechniek de groene vlamkleur produceert. Koperverbindingen die aan verfformuleringen worden toegevoegd, bieden bescherming tegen biofouling uit de zee, en organische koperzouten conserveren pulp, hout, houtproducten en canvas. Bepaalde koperverbindingen fungeren als katalysatoren en zuiveringsmiddelen bij de productie van rubber, oliën en kunstmatige vezels-. Kopersulfaatelektrolyt is de basis van het galvaniseren van koper, de productie van elektrolytische koperfolie en de elektroraffinage van koper, en kopersulfaat wordt gebruikt als activator bij de flotatie van lood-, zink- en goudertsen.
Koperionenbehandeling desinfecteert en reinigt ook water en oppervlakken: het controleert bacteriën zoals Escherichia coli in watersystemen, verwijdert de weekdieren die schistosomiasis verspreiden en de larven van muggensoorten, en wordt gebruikt in zwembaden om algen te onderdrukken en de verspreiding van voetinfecties op natte vloeren te voorkomen. Koper-bevattende preparaten worden in sommige landen al lang gebruikt om zweren en huidaandoeningen te behandelen, en op koper-gebaseerd farmaceutisch onderzoek wordt voortgezet.
Volgens schattingen van de industrie bedraagt de mondiale productie van kopersulfaat meer dan honderd fabrieken en het jaarlijkse verbruik ongeveer 200.000 ton, waarvan ongeveer driekwart naar de landbouw en veeteelt gaat, voornamelijk als fungicide. Omdat de grondstof geraffineerd koper en koper-dragende processtromen is, volgen de beschikbaarheid en prijs van deze verbindingen de kopermarkt.
Veelgestelde vragen
Vraag: Wat is de meest gebruikte koperverbinding?
Kopersulfaat, vooral het pentahydraat, vormt CuSO4·5H2O. Het is het goedkoopste en meest veelzijdige lid van de groep en is ook de grondstof voor het maken van vele andere koperzouten.
Vraag: Wat is Bordeaux-mengsel?
Bordeaux-mengsel is een traditioneel fungicide bereid uit kopersulfaat en kalk. Bourgognemengsel is een verwant preparaat op basis van kopersulfaat en natriumcarbonaat. Beide zijn afhankelijk van het koperion vanwege hun fungicide en bacteriedodende werking.
Vraag: Zijn koperverbindingen gevaarlijk?
Ze zijn biologisch actief en moeten worden behandeld als gereguleerde chemicaliën. Ze zijn schadelijk bij inslikken, irriterend voor ogen en huid en giftig voor in het water levende organismen. Voor de hantering zijn geschikte beschermende uitrusting, stof- en nevelbeheersing en het indammen van gemorste vloeistoffen en afvoer vereist.
Vraag: Hoe worden koperverbindingen geproduceerd?
De meeste beginnen met kopermetaal, koperoxide of koperschroot opgelost in het juiste zuur of omgezet in een gecontroleerde reactie, gevolgd door zuivering, kristallisatie of precipitatie, drogen en op maat maken. Kopersulfaat wordt industrieel geproduceerd door koperoxide of kopermetaal te laten reageren met zwavelzuur.
Vraag: Waarvoor wordt kopersulfaat gebruikt bij de metaalverwerking?
Het is de elektrolyt voor het galvaniseren en elektroraffineren van koper en voor de productie van elektrolytische koperfolie. Het wordt gebruikt in beits- en oppervlaktebehandelingsbaden en wordt gebruikt als activator bij de schuimflotatie van sulfide-ertsen.
Vraag: Worden koperverbindingen gebruikt bij het conserveren van hout?
Ja. Kopernaftenaat en andere organische koperzouten worden gebruikt om hout en houtproducten te beschermen, terwijl actieve stoffen op koperoxide- en koper-basis worden gebruikt in aangroeiwerende coatings en in conserverende behandelingen voor canvas en pulp. Behandeld hout moet voldoen aan de registratievereisten van de markt van bestemming.
