热分解法测定碱式碳酸铜的组成

2022-10-23 12:50:02| 浏览次数：

摘要：碱式碳酸铜组成因产生条件不同而异，准确、便捷测定碱式碳酸铜样品的具体成分，对农业研究与农业生产应用有着重要的实际意义。运用热分解法测定碱式碳酸铜，具有简便、经济、反应条件容易控制和测定结果准确等优点，有利于在科研与实际工作中准确量化碱式碳酸铜的组成。

关键词：热分解法；碱式碳酸铜；组成

中图分类号： O614.121.6文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）01-0265-01

收稿日期：2013-05-21

基金项目：湖北省教育厅重点项目（编号：D20082705）；黄冈师范学院教学研究计划（编号：2012CE01）。

作者简介：王菊平（1979—），女，湖北武汉人，硕士，实验师，主要从事无机材料表面改性研究。E-mail：wjp0820@hgnu.edu.cn。

通信作者：杨水彬（1960—），男，湖北浠水人，硕士，教授，主要从事无机化学教学与研究。E-mail：2416975012@qq.com。碱式碳酸铜既以绿锈俗称“铜绿”的形式存在于铜表面[1]，也以矿物的形式存在于自然界中（如天然矿石孔雀石）广泛用于制造各种铜化合物[2]。碱式碳酸铜是一种绿色环保农药产品，在农业上用作黑穗病防治剂、杀虫剂和磷毒解毒剂以及种子杀菌剂，与沥青混合可防止牲畜和野鼠破坏树苗[3]；在防治海水、淡水鱼虾类体表寄生真菌病和某些原虫病中，碱式碳酸铜已成为1种常用的有效药物[4]；在畜牧业中，碱式碳酸铜可用作饲料中铜的添加剂，可作为维生素稳定性指标反映仔猪预混料的总抗氧化能力（T-AOC）和过氧化值（POV）；同时，铜也是动物和人体必需的微量元素，微量铜对生物的生长发育有促进作用[5-7]。

碱式碳酸铜因其生成条件不同，其颜色和组成也不尽相同，即碱式碳酸铜化合物中氢氧化铜Cu（OH）2和碳酸铜 CuCO3 的比例不同，即使是以Cu（OH）2CuCO3形式标明的商品用分析纯碱式碳酸铜，其标注的含铜量也只是一个大致的数值范围，通常为52.5%～56.5%[8-9]。事实上，用 Cu（OH）2CuCO3 表达碱式碳酸铜是不准确的，较为准确、科学的表达式应该是mCu（OH）2·nCuCO3（s），不同来源的碱式碳酸铜，其m、n值需要具体测定。

为了得到准确的m和n数值，以天津市凯通化学试剂有限公司生产的、含铜量52.5%～56.5%的碱式碳酸酮为试样，通过加热碱式碳酸铜测定其分解的二氧化碳量，简便、准确地测定碱式碳酸铜的组成[10-11]。

1材料与方法

1.1仪器与试剂

分析天平、酸碱滴定管、酒精灯、量气管；碱式碳酸铜（分析纯，含铜量52.5%～56.5%），由天津市凯通化学试剂有限公司生产；数字式气压计，由南京桑力电子厂生产。

1.2热分解测定方法

试验装置如图1所示，检查其气密性。向装置中注入适量的水，记录量气管中液面初读数；在小试管中放入准确称量的碱式碳酸铜样品约0.4 g，用酒精灯加热试管，使固体分解，直至分解完全；移去酒精灯并让试管冷却至室温，调节两液面使之持平，记录量气管的读数。平行测定3份，计算出试样中CO2的质量分数。

试验原理为：通过测定碱式碳酸铜在灼烧后所产生的气体体积，推导出碱式碳酸铜中碳酸铜的含量和氢氧化铜的含量，即可求出组成系数m与n的比值。分解反应方程式如下：

mCu（OH）2·nCuCO3（s）△（m+n）CuO（s）+mH2O（L）+nCO2（g）。

2结果与分析

热分解法是以质量为测量值的分析方法，其优点是操作简便，结果较准确。由表1可见，热分解法测得碱式碳酸铜3份样品的二氧化碳体积分别为42.69、42.56、42.36 mL，考虑二氧化碳在水中的溶解度为0.038 mol/100 g，因此不论二氧化碳在水中溶解与否，其体积均取4位有效数字。

根据表1数据，可得到方程式：123.56n+97.57m=M和98.27×V=n×8.314×297.8×1 000，联立2个方程式，分别得到碱式碳酸铜3份试验样品m/n的比值为1160、1165、1.178，平均值为1.168。

3小结

铜元素含量的不同直接影响着其在农业中应用的效果，碱式碳酸铜通常写法为CuCO3 Cu（OH）2并不是很准确，往往容易对使用者产生误导。因此，准确、方便地测定碱式碳酸铜[mCu（OH）2·nCuCO3]的具体组成有着重要的实际意义。本研究运用热分解法测定碱式碳酸铜的组成，具有方法较简便、反应条件容易控制、测定结果较为准确等优点。

参考文献：

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