熱分解法測定堿式碳酸銅的組成
2014-07-18 08:18:13王菊平鄭烈山楊水彬
江蘇農業科學 2014年1期
王菊平 鄭烈山 楊水彬
摘要：堿式碳酸銅組成因產生條件不同而異，準確、便捷測定堿式碳酸銅樣品的具體成分，對農業研究與農業生產應用有著重要的實際意義。運用熱分解法測定堿式碳酸銅，具有簡便、經濟、反應條件容易控制和測定結果準確等優點，有利于在科研與實際工作中準確量化堿式碳酸銅的組成。
關鍵詞：熱分解法；堿式碳酸銅；組成
中圖分類號： O614.121.6文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）01-0265-01
收稿日期：2013-05-21
基金項目：湖北省教育廳重點項目（編號：D20082705）；黃岡師范學院教學研究計劃（編號：2012CE01）。
作者簡介：王菊平（1979—），女，湖北武漢人，碩士，實驗師，主要從事無機材料表面改性研究。E-mail：wjp0820@hgnu.edu.cn。
通信作者：楊水彬（1960—），男，湖北浠水人，碩士，教授，主要從事無機化學教學與研究。E-mail：2416975012@qq.com。堿式碳酸銅既以綠銹俗稱“銅綠”的形式存在于銅表面[1]，也以礦物的形式存在于自然界中（如天然礦石孔雀石）廣泛用于制造各種銅化合物[2]。堿式碳酸銅是一種綠色環保農藥產品，在農業上用作黑穗病防治劑、殺蟲劑和磷毒解毒劑以及種子殺菌劑，與瀝青混合可防止牲畜和野鼠破壞樹苗[3]；在防治海水、淡水魚蝦類體表寄生真菌病和某些原蟲病中，堿式碳酸銅已成為1種常用的有效藥物[4]；在畜牧業中，堿式碳酸銅可用作飼料中銅的添加劑，可作為維生素穩定性指標反映仔豬預混料的總抗氧化能力（T-AOC）和過氧化值（POV）；同時，銅也是動物和人體必需的微量元素，微量銅對生物的生長發育有促進作用[5-7]。
堿式碳酸銅因其生成條件不同，其顏色和組成也不盡相同，即堿式碳酸銅化合物中氫氧化銅Cu（OH）2和碳酸銅 CuCO3 的比例不同，即使是以Cu（OH）2CuCO3形式標明的商品用分析純堿式碳酸銅，其標注的含銅量也只是一個大致的數值范圍，通常為52.5%～56.5%[8-9]。事實上，用 Cu（OH）2CuCO3 表達堿式碳酸銅是不準確的，較為準確、科學的表達式應該是mCu（OH）2·nCuCO3（s），不同來源的堿式碳酸銅，其m、n值需要具體測定。
為了得到準確的m和n數值，以天津市凱通化學試劑有限公司生產的、含銅量52.5%～56.5%的堿式碳酸酮為試樣，通過加熱堿式碳酸銅測定其分解的二氧化碳量，簡便、準確地測定堿式碳酸銅的組成[10-11]。
1材料與方法
1.1儀器與試劑
分析天平、酸堿滴定管、酒精燈、量氣管；堿式碳酸銅（分析純，含銅量52.5%～56.5%），由天津市凱通化學試劑有限公司生產；數字式氣壓計，由南京桑力電子廠生產。
1.2熱分解測定方法
試驗裝置如圖1所示，檢查其氣密性。向裝置中注入適量的水，記錄量氣管中液面初讀數；在小試管中放入準確稱量的堿式碳酸銅樣品約0.4 g，用酒精燈加熱試管，使固體分解，直至分解完全；移去酒精燈并讓試管冷卻至室溫，調節兩液面使之持平，記錄量氣管的讀數。平行測定3份，計算出試樣中CO2的質量分數。
試驗原理為：通過測定堿式碳酸銅在灼燒后所產生的氣體體積，推導出堿式碳酸銅中碳酸銅的含量和氫氧化銅的含量，即可求出組成系數m與n的比值。分解反應方程式如下：
mCu（OH）2·nCuCO3（s）△（m+n）CuO（s）+mH2O（L）+nCO2（g）。
2結果與分析
熱分解法是以質量為測量值的分析方法，其優點是操作簡便，結果較準確。由表1可見，熱分解法測得堿式碳酸銅3份樣品的二氧化碳體積分別為42.69、42.56、42.36 mL，考慮二氧化碳在水中的溶解度為0.038 mol/100 g，因此不論二氧化碳在水中溶解與否，其體積均取4位有效數字。
根據表1數據，可得到方程式：123.56n+97.57m=M和98.27×V=n×8.314×297.8×1 000，聯立2個方程式，分別得到堿式碳酸銅3份試驗樣品m/n的比值為1160、1165、1.178，平均值為1.168。
3小結
銅元素含量的不同直接影響著其在農業中應用的效果，堿式碳酸銅通常寫法為CuCO3 Cu（OH）2并不是很準確，往往容易對使用者產生誤導。因此，準確、方便地測定堿式碳酸銅[mCu（OH）2·nCuCO3]的具體組成有著重要的實際意義。本研究運用熱分解法測定堿式碳酸銅的組成，具有方法較簡便、反應條件容易控制、測定結果較為準確等優點。
參考文獻：
[1]周公度. 化學辭典[M]. 北京：化學工業出版社，2003：345.
[2]化學工業出版社. 中國化工產品大全[M]. 3版.北京：化學工業出版社，2005：347-348.
[3]劉富強，朱兆華，鄧華利. 用廢雜銅制備堿式碳酸銅[J]. 化工環保，2008，28（4）：357-359.
[4]孟慶顯. 孔雀綠在防治魚蝦類疾病中的應用[J]. 山東海洋學院學報，1983，13（04）：88-94.
[5]段俊紅，王之盛. 微量元素對預混料中維生素穩定性的影響[J]. 飼料工業，2009，30（21）：27-30.
[6]吳凡. 簡評幾種鐵、銅飼料添加劑[J]. 四川畜牧獸醫，2004，31（11）：44-44.
[7]周文藝，周安國，王之盛. 堿式碳酸銅生物效價的研究[J]. 飼料工業，2007，28（10）：35-37.
[8]管春平，韋薇，楊曉瑩，等. 大學無機化學實驗中堿式碳酸銅制備方法探討[J]. 大學化學，2007，22（6）：42-45.
[9]魏興國，董巖. 堿式碳酸銅實驗室制法的改進[J]. 德州學院學報，2002，18（4）：36-38.
[10]北京師范大學. 分析化學實驗[M]. 3版.北京：高等教育出版社，2001：167-168.
[11]吉林大學. 無機化學：下冊[M]. 3版.北京：高等教育出版社，1994：826-836.楊智青，陳應江，金崇富，等. Lab色度系統對蘇北草雞不同產蛋期蛋殼顏色的評價及比較[J]. 江蘇農業科學，2014，42（1）：266-268.endprint
摘要：堿式碳酸銅組成因產生條件不同而異，準確、便捷測定堿式碳酸銅樣品的具體成分，對農業研究與農業生產應用有著重要的實際意義。運用熱分解法測定堿式碳酸銅，具有簡便、經濟、反應條件容易控制和測定結果準確等優點，有利于在科研與實際工作中準確量化堿式碳酸銅的組成。
關鍵詞：熱分解法；堿式碳酸銅；組成
中圖分類號： O614.121.6文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）01-0265-01
收稿日期：2013-05-21
基金項目：湖北省教育廳重點項目（編號：D20082705）；黃岡師范學院教學研究計劃（編號：2012CE01）。
作者簡介：王菊平（1979—），女，湖北武漢人，碩士，實驗師，主要從事無機材料表面改性研究。E-mail：wjp0820@hgnu.edu.cn。
通信作者：楊水彬（1960—），男，湖北浠水人，碩士，教授，主要從事無機化學教學與研究。E-mail：2416975012@qq.com。堿式碳酸銅既以綠銹俗稱“銅綠”的形式存在于銅表面[1]，也以礦物的形式存在于自然界中（如天然礦石孔雀石）廣泛用于制造各種銅化合物[2]。堿式碳酸銅是一種綠色環保農藥產品，在農業上用作黑穗病防治劑、殺蟲劑和磷毒解毒劑以及種子殺菌劑，與瀝青混合可防止牲畜和野鼠破壞樹苗[3]；在防治海水、淡水魚蝦類體表寄生真菌病和某些原蟲病中，堿式碳酸銅已成為1種常用的有效藥物[4]；在畜牧業中，堿式碳酸銅可用作飼料中銅的添加劑，可作為維生素穩定性指標反映仔豬預混料的總抗氧化能力（T-AOC）和過氧化值（POV）；同時，銅也是動物和人體必需的微量元素，微量銅對生物的生長發育有促進作用[5-7]。
堿式碳酸銅因其生成條件不同，其顏色和組成也不盡相同，即堿式碳酸銅化合物中氫氧化銅Cu（OH）2和碳酸銅 CuCO3 的比例不同，即使是以Cu（OH）2CuCO3形式標明的商品用分析純堿式碳酸銅，其標注的含銅量也只是一個大致的數值范圍，通常為52.5%～56.5%[8-9]。事實上，用 Cu（OH）2CuCO3 表達堿式碳酸銅是不準確的，較為準確、科學的表達式應該是mCu（OH）2·nCuCO3（s），不同來源的堿式碳酸銅，其m、n值需要具體測定。
為了得到準確的m和n數值，以天津市凱通化學試劑有限公司生產的、含銅量52.5%～56.5%的堿式碳酸酮為試樣，通過加熱堿式碳酸銅測定其分解的二氧化碳量，簡便、準確地測定堿式碳酸銅的組成[10-11]。
1材料與方法
1.1儀器與試劑
分析天平、酸堿滴定管、酒精燈、量氣管；堿式碳酸銅（分析純，含銅量52.5%～56.5%），由天津市凱通化學試劑有限公司生產；數字式氣壓計，由南京桑力電子廠生產。
1.2熱分解測定方法
試驗裝置如圖1所示，檢查其氣密性。向裝置中注入適量的水，記錄量氣管中液面初讀數；在小試管中放入準確稱量的堿式碳酸銅樣品約0.4 g，用酒精燈加熱試管，使固體分解，直至分解完全；移去酒精燈并讓試管冷卻至室溫，調節兩液面使之持平，記錄量氣管的讀數。平行測定3份，計算出試樣中CO2的質量分數。
試驗原理為：通過測定堿式碳酸銅在灼燒后所產生的氣體體積，推導出堿式碳酸銅中碳酸銅的含量和氫氧化銅的含量，即可求出組成系數m與n的比值。分解反應方程式如下：
mCu（OH）2·nCuCO3（s）△（m+n）CuO（s）+mH2O（L）+nCO2（g）。
2結果與分析
熱分解法是以質量為測量值的分析方法，其優點是操作簡便，結果較準確。由表1可見，熱分解法測得堿式碳酸銅3份樣品的二氧化碳體積分別為42.69、42.56、42.36 mL，考慮二氧化碳在水中的溶解度為0.038 mol/100 g，因此不論二氧化碳在水中溶解與否，其體積均取4位有效數字。
根據表1數據，可得到方程式：123.56n+97.57m=M和98.27×V=n×8.314×297.8×1 000，聯立2個方程式，分別得到堿式碳酸銅3份試驗樣品m/n的比值為1160、1165、1.178，平均值為1.168。
3小結
銅元素含量的不同直接影響著其在農業中應用的效果，堿式碳酸銅通常寫法為CuCO3 Cu（OH）2并不是很準確，往往容易對使用者產生誤導。因此，準確、方便地測定堿式碳酸銅[mCu（OH）2·nCuCO3]的具體組成有著重要的實際意義。本研究運用熱分解法測定堿式碳酸銅的組成，具有方法較簡便、反應條件容易控制、測定結果較為準確等優點。
參考文獻：
[1]周公度. 化學辭典[M]. 北京：化學工業出版社，2003：345.
[2]化學工業出版社. 中國化工產品大全[M]. 3版.北京：化學工業出版社，2005：347-348.
[3]劉富強，朱兆華，鄧華利. 用廢雜銅制備堿式碳酸銅[J]. 化工環保，2008，28（4）：357-359.
[4]孟慶顯. 孔雀綠在防治魚蝦類疾病中的應用[J]. 山東海洋學院學報，1983，13（04）：88-94.
[5]段俊紅，王之盛. 微量元素對預混料中維生素穩定性的影響[J]. 飼料工業，2009，30（21）：27-30.
[6]吳凡. 簡評幾種鐵、銅飼料添加劑[J]. 四川畜牧獸醫，2004，31（11）：44-44.
[7]周文藝，周安國，王之盛. 堿式碳酸銅生物效價的研究[J]. 飼料工業，2007，28（10）：35-37.
[8]管春平，韋薇，楊曉瑩，等. 大學無機化學實驗中堿式碳酸銅制備方法探討[J]. 大學化學，2007，22（6）：42-45.
[9]魏興國，董巖. 堿式碳酸銅實驗室制法的改進[J]. 德州學院學報，2002，18（4）：36-38.
[10]北京師范大學. 分析化學實驗[M]. 3版.北京：高等教育出版社，2001：167-168.
[11]吉林大學. 無機化學：下冊[M]. 3版.北京：高等教育出版社，1994：826-836.楊智青，陳應江，金崇富，等. Lab色度系統對蘇北草雞不同產蛋期蛋殼顏色的評價及比較[J]. 江蘇農業科學，2014，42（1）：266-268.endprint
摘要：堿式碳酸銅組成因產生條件不同而異，準確、便捷測定堿式碳酸銅樣品的具體成分，對農業研究與農業生產應用有著重要的實際意義。運用熱分解法測定堿式碳酸銅，具有簡便、經濟、反應條件容易控制和測定結果準確等優點，有利于在科研與實際工作中準確量化堿式碳酸銅的組成。
關鍵詞：熱分解法；堿式碳酸銅；組成
中圖分類號： O614.121.6文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）01-0265-01
收稿日期：2013-05-21
基金項目：湖北省教育廳重點項目（編號：D20082705）；黃岡師范學院教學研究計劃（編號：2012CE01）。
作者簡介：王菊平（1979—），女，湖北武漢人，碩士，實驗師，主要從事無機材料表面改性研究。E-mail：wjp0820@hgnu.edu.cn。
通信作者：楊水彬（1960—），男，湖北浠水人，碩士，教授，主要從事無機化學教學與研究。E-mail：2416975012@qq.com。堿式碳酸銅既以綠銹俗稱“銅綠”的形式存在于銅表面[1]，也以礦物的形式存在于自然界中（如天然礦石孔雀石）廣泛用于制造各種銅化合物[2]。堿式碳酸銅是一種綠色環保農藥產品，在農業上用作黑穗病防治劑、殺蟲劑和磷毒解毒劑以及種子殺菌劑，與瀝青混合可防止牲畜和野鼠破壞樹苗[3]；在防治海水、淡水魚蝦類體表寄生真菌病和某些原蟲病中，堿式碳酸銅已成為1種常用的有效藥物[4]；在畜牧業中，堿式碳酸銅可用作飼料中銅的添加劑，可作為維生素穩定性指標反映仔豬預混料的總抗氧化能力（T-AOC）和過氧化值（POV）；同時，銅也是動物和人體必需的微量元素，微量銅對生物的生長發育有促進作用[5-7]。
堿式碳酸銅因其生成條件不同，其顏色和組成也不盡相同，即堿式碳酸銅化合物中氫氧化銅Cu（OH）2和碳酸銅 CuCO3 的比例不同，即使是以Cu（OH）2CuCO3形式標明的商品用分析純堿式碳酸銅，其標注的含銅量也只是一個大致的數值范圍，通常為52.5%～56.5%[8-9]。事實上，用 Cu（OH）2CuCO3 表達堿式碳酸銅是不準確的，較為準確、科學的表達式應該是mCu（OH）2·nCuCO3（s），不同來源的堿式碳酸銅，其m、n值需要具體測定。
為了得到準確的m和n數值，以天津市凱通化學試劑有限公司生產的、含銅量52.5%～56.5%的堿式碳酸酮為試樣，通過加熱堿式碳酸銅測定其分解的二氧化碳量，簡便、準確地測定堿式碳酸銅的組成[10-11]。
1材料與方法
1.1儀器與試劑
分析天平、酸堿滴定管、酒精燈、量氣管；堿式碳酸銅（分析純，含銅量52.5%～56.5%），由天津市凱通化學試劑有限公司生產；數字式氣壓計，由南京桑力電子廠生產。
1.2熱分解測定方法
試驗裝置如圖1所示，檢查其氣密性。向裝置中注入適量的水，記錄量氣管中液面初讀數；在小試管中放入準確稱量的堿式碳酸銅樣品約0.4 g，用酒精燈加熱試管，使固體分解，直至分解完全；移去酒精燈并讓試管冷卻至室溫，調節兩液面使之持平，記錄量氣管的讀數。平行測定3份，計算出試樣中CO2的質量分數。
試驗原理為：通過測定堿式碳酸銅在灼燒后所產生的氣體體積，推導出堿式碳酸銅中碳酸銅的含量和氫氧化銅的含量，即可求出組成系數m與n的比值。分解反應方程式如下：
mCu（OH）2·nCuCO3（s）△（m+n）CuO（s）+mH2O（L）+nCO2（g）。
2結果與分析
熱分解法是以質量為測量值的分析方法，其優點是操作簡便，結果較準確。由表1可見，熱分解法測得堿式碳酸銅3份樣品的二氧化碳體積分別為42.69、42.56、42.36 mL，考慮二氧化碳在水中的溶解度為0.038 mol/100 g，因此不論二氧化碳在水中溶解與否，其體積均取4位有效數字。
根據表1數據，可得到方程式：123.56n+97.57m=M和98.27×V=n×8.314×297.8×1 000，聯立2個方程式，分別得到堿式碳酸銅3份試驗樣品m/n的比值為1160、1165、1.178，平均值為1.168。
3小結
銅元素含量的不同直接影響著其在農業中應用的效果，堿式碳酸銅通常寫法為CuCO3 Cu（OH）2并不是很準確，往往容易對使用者產生誤導。因此，準確、方便地測定堿式碳酸銅[mCu（OH）2·nCuCO3]的具體組成有著重要的實際意義。本研究運用熱分解法測定堿式碳酸銅的組成，具有方法較簡便、反應條件容易控制、測定結果較為準確等優點。
參考文獻：
[1]周公度. 化學辭典[M]. 北京：化學工業出版社，2003：345.
[2]化學工業出版社. 中國化工產品大全[M]. 3版.北京：化學工業出版社，2005：347-348.
[3]劉富強，朱兆華，鄧華利. 用廢雜銅制備堿式碳酸銅[J]. 化工環保，2008，28（4）：357-359.
[4]孟慶顯. 孔雀綠在防治魚蝦類疾病中的應用[J]. 山東海洋學院學報，1983，13（04）：88-94.
[5]段俊紅，王之盛. 微量元素對預混料中維生素穩定性的影響[J]. 飼料工業，2009，30（21）：27-30.
[6]吳凡. 簡評幾種鐵、銅飼料添加劑[J]. 四川畜牧獸醫，2004，31（11）：44-44.
[7]周文藝，周安國，王之盛. 堿式碳酸銅生物效價的研究[J]. 飼料工業，2007，28（10）：35-37.
[8]管春平，韋薇，楊曉瑩，等. 大學無機化學實驗中堿式碳酸銅制備方法探討[J]. 大學化學，2007，22（6）：42-45.
[9]魏興國，董巖. 堿式碳酸銅實驗室制法的改進[J]. 德州學院學報，2002，18（4）：36-38.
[10]北京師范大學. 分析化學實驗[M]. 3版.北京：高等教育出版社，2001：167-168.
[11]吉林大學. 無機化學：下冊[M]. 3版.北京：高等教育出版社，1994：826-836.楊智青，陳應江，金崇富，等. Lab色度系統對蘇北草雞不同產蛋期蛋殼顏色的評價及比較[J]. 江蘇農業科學，2014，42（1）：266-268.endprint
