Kupfersulfat

Es wird hauptsächlich für landwirtschaftliche Zwecke wie Pestizide oder Futtermittelzusätze verwendet. Einige weitere Anwendungszwecke sind die Herstellung anderer Kupferverbindungen, als Reagenz in der analytischen Chemie, als Elektrolyt für Batterien oder in der Galvanik.

Chemische Formel
CuSO4; CuSO4.5H2O
CAS-Nummer
7758-98-7 (pentahydrate)

Merkmale

Molares Gewicht
159.61 g/mol (anhydrous); 249.67g/mol (pentahydrate)
Schmelzpunkt
110°C (anhydrous)
Siedepunkt
650°C (decomposes)
Dichte
3.60 g/cc ((anhydrous); 2.286 g/cc (pentahydrate)
Formulare
Kristallin

Verwendungszwecke und Anwendungen

Wichtige Anwendungen

  • Farbstoffe
  • Kunststoffe und Polymere
  • Fungizid
  • Wasseraufbereitung
  • Landwirtschaftlich
  • Lösungsmittel
  • Batterien
  • Tiernahrung
  • Elektronik
  • Farben und Lacke
  • Zinkerze/ Bergbau

Branchen

Kupfersulfat

Kupfersulfat ist das Kupfersalz der Schwefelsäure. Es gehört zur Gruppe der Sulfate.
In der Natur entstehen Kupfersulfate durch die Verwitterung und Oxidation von sulfidischen Kupfermineralien (zum Beispiel Chalkopyrit oder Bornit) unter Einwirkung von Sauerstoff, Wasser und Schwefelsäure, die oft aus sulfidischen Erzen freigesetzt wird. Kupfersulfate bilden sich vor allem in trockenen Gebieten, da sie wasserlöslich sind und in feuchten Umgebungen leicht ausgewaschen werden.
Das Mineral Chalkanthit ist die natürlich vorkommende Form von Kupfersulfat-Pentahydrat, das leuchtend blaue Kristalle bildet. Es entsteht in Gebieten wie Chile, Arizona (Vereinigte Staaten) und Namibia. Brochantit ist ein basisches Kupfersulfat, das häufig in oxidierten Kupfererzen vorkommt. Es hat eine grüne bis smaragdgrüne Farbe und wird in Kupferlagerstätten weltweit gefunden.
Kupfersulfat kommt in seiner reinen, wasserfreien Form nicht in der Natur vor.

Kupfersulfat in der Industrie

Kupfersulfat wird in der Landwirtschaft häufig zur Bekämpfung von Pilzkrankheiten verwendet. Es wird in Form der sogenannten Bordeaux-Mischung (Kupfersulfat und Kalk) eingesetzt, um Schimmel, Mehltau und andere Pilzinfektionen auf verschiedenen Kulturpflanzen wie Weinreben, Obstbäumen, Tomaten und Kartoffeln zu bekämpfen. Kupfersulfat wirkt als Kontaktfungizid, das Pilze direkt abtötet, bevor sie in die Pflanzen eindringen können.
Es wird ebenfalls genutzt, um Kupfermangel im Boden zu beheben, da Kupfer ein essenzielles Spurenelement für Pflanzen ist. Zudem dient Kupfersulfat in der Nutztierhaltung als Kupferquelle. Auch seine antimikrobielle Wirkung spielt in der Tierernährung eine Rolle.
In der Energieindustrie wird Kupfersulfat unter anderem in der Batterietechnologie eingesetzt. Insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien wird es in der Herstellung von Kupferkathoden verwendet.
Kupfersulfat wird auch als Bestandteil von Korrosionsschutzmitteln genutzt, um die Lebensdauer von Anlagen und Infrastruktur in der Energieindustrie zu verlängern. Es wird zudem in bestimmten elektrochemischen Prozessen zur Wasserstoffproduktion benötigt.
Kupfersulfat wird in der Bauindustrie vor allem aufgrund seiner fungiziden, algiziden und antimikrobiellen Eigenschaften verwendet. Es schützt beispielsweise Holz vor Pilzbefall und Insekten und entfernt Schimmel, Algen und Moos auf Dächern, Fassaden und Gehwegen beziehungsweise verhindert deren Wachstum. Auch Ziegel und Beton schützt es vor biologischem Befall durch Pilze und Moose.
Kupfersulfat wird außerdem als Ausgangsstoff für die Herstellung von grünen oder blauen Pigmenten genutzt, die in Farben oder Beschichtungen für Bauprojekte zum Einsatz kommen.
Kupfersulfat wird in der Wasseraufbereitung hauptsächlich zur Bekämpfung von Algen in Teichen, Reservoirs und anderen stehenden Gewässern eingesetzt.
In industriellen und landwirtschaftlichen Bewässerungssystemen wird Kupfersulfat benötigt, um Algen und andere Ablagerungen zu kontrollieren, die Rohrleitungen verstopfen könnten.
Kupfersulfat hat zudem antibakterielle und fungizide Eigenschaften und wird verwendet, um schädliche Mikroorganismen zu reduzieren, die die Wasserqualität beeinträchtigen könnten.
Kupfersulfat dient in der Kunststoff- und Polymerindustrie in einigen Polymerisationsprozessen als Katalysator, insbesondere bei der Herstellung von speziellen Polymeren.
In Kunststoffen, die für den maritimen Einsatz gedacht sind, wird Kupfersulfat in sogenannte Antifouling-Beschichtungen integriert, um das Wachstum von Organismen wie Algen und Muscheln zu verhindern.
Kunststoffe, die in medizinischen oder hygienischen Anwendungen genutzt werden, sind mit Kupfersulfat angereichert, um antimikrobielle Eigenschaften zu erzielen. Es hemmt das Wachstum von Bakterien, Pilzen und anderen Mikroorganismen auf der Oberfläche.
Kupfersulfat wird in Kombination mit anderen Chemikalien als Flammschutzmittel für Polymere eingesetzt. Es dient außerdem als Ausgangsstoff bei der Herstellung von Farbpigmenten, die in der Kunststoffproduktion benötigt werden.
Der Stoff kann zudem als Bestandteil von Additiven zur Verhinderung von Polymerabbau durch UV-Licht verwendet werden. Er verbessert die Langlebigkeit und Haltbarkeit von Kunststoffen, die extremen Umweltbedingungen ausgesetzt sind.
Kupfersulfat wird in der Gummi- und Kautschukindustrie unter anderem eingesetzt, um die mikrobielle Zersetzung von natürlichen Kautschukbestandteilen zu verhindern, insbesondere in feuchten Umgebungen.
In der Latexverarbeitung wird Kupfersulfat als Zusatz verwendet, um die Koagulation (Verfestigung) zu unterstützen. In der Vulkanisation wird es als Bestandteil chemischer Beschleuniger oder Katalysatoren genutzt, um die Vernetzung von Kautschukmolekülen zu verbessern. Dies führt zu einem stabileren, elastischeren und haltbareren Endprodukt.
Kupfersulfat wird auch verwendet, um die Oberflächen von Gummi- und Kautschukteilen für eine bessere Haftung mit Klebstoffen oder anderen Materialien vorzubereiten. Es dient als Beizmittel, das die Oberfläche chemisch aktiviert und eine verbesserte Verbindung ermöglicht.
Kupfersulfat wird in der Gummiindustrie außerdem als Ausgangsstoff für die Herstellung bestimmter Pigmente verwendet, die in der Färbung von Gummiprodukten eingesetzt werden.
Kupfersulfat wird im Bergbau zur Flotation von Mineralien benötigt. Dabei wird es unter anderem in der Schaumflotation eingesetzt, einem der häufigsten Trennverfahren zur Gewinnung von Metallen aus Erzen. Es dient als Aktivator bei der Trennung von sulfidischen Mineralien, insbesondere bei der Flotation von Zink- und Bleisulfiden.
Kupfersulfat ist ein vielseitiges Reagenz in der analytischen Chemie, das aufgrund seiner Farbbildung sowie seiner Redoxreaktionen und Komplexbildung in vielen Nachweis- und Analyseverfahren eine zentrale Rolle spielt.
Es fungiert zum Beispiel als Nachweismittel für Wasser (Feuchtigkeitsbestimmung), reduzierenden Zucker (Fehling-Test) und Proteine (Biuret-Test) sowie als Standardlösung, die als Referenz in quantitativen Analysen dient.

Weitere Einsatzgebiete von Kupfersulfat

Kupfersulfat wird in der Galvanik als Elektrolyt verwendet, insbesondere beim Kupferbeschichtungsverfahren.
Es ist eine vielseitige Ausgangssubstanz für die Synthese zahlreicher Kupferverbindungen (zum Beispiel Kupferoxid, Kupferhydroxid, Kupferchlorid, Kupferkarbonat, Kupferacetat und Kupfernitrat), die in der Industrie, Forschung und im Alltag Anwendung finden. Aufgrund seiner Löslichkeit in Wasser, seiner Fähigkeit, Kupferionen bereitzustellen, seiner hohen Reaktivität und seiner einfachen Handhabung wird es in vielen chemischen Prozessen eingesetzt.