Sulfato de cobre(II)

El sulfato de cobre(II), también conocido como sulfato cúprico, es un sólido cristalino,​ un compuesto inorgánico con la fórmula química CuSO4(H2O)x, donde x puede variar de 0 a 5. El sulfato de cobre(II) pentahidrato (x = 5) es la forma más común, triclínico y de color azul brillante.​ La forma anhidra (x = 0) tiene una estructura rómbica y es de color blanco o gris-blanco pálido.​ Los nombres más antiguos para este compuesto incluyen vitriolo azul,​ arena azul,​ piedra azul,​ caparrosa azul, vitriolo romano​ o calcantita.
El sulfato de cobre pentahidratado pierde 4 H2O a 110 °C y la quinta molécula de agua a 150 °C. Es entonces cuando se forma el sulfato de cobre anhidro, que se descompone por encima de los 200 °C. En el pentahidrato, cada ion cobre (II) está rodeado por cuatro moléculas de agua en disposición plano cuadrada; las posiciones que faltan para completar un octaedro están ocupadas por átomos de oxígeno de los iones sulfato, y la quinta molécula de agua se une por enlace de hidrógeno.​
El sulfato de cobre se disuelve exotérmicamente en agua para dar el complejo acuoso [Cu(H2O)6], que tiene geometría molecular octaédrica. La estructura del pentahidrato sólido revela una estructura polimérica en la que el cobre es nuevamente octaédrico pero unido a cuatro ligandos de agua. Los centros de Cu(II)(H2O)4 están interconectados por aniones sulfato para formar cadenas.​
La forma pentahidratada se prepara por reacción de óxido o carbonato de cobre (III) con ácido sulfúrico diluido; la disolución se calienta hasta alcanzar la saturación y se deja enfriar, cristalizándose (generalmente se añaden unas gotas de ácido sulfúrico diluido para evitar la hidrólisis). A escala industrial se prepara pasando aire por una mezcla caliente de cobre y ácido sulfúrico diluido.​
El sulfato de cobre tiene su principal uso en la agricultura (caldo bordelés) y la ganadería, sobre todo agricultura. Es precursor de otros compuestos de cobre y reactivos como el reactivo de Benedict.​​ Se usa además en la realización de recubrimientos electrolíticos, en el tintado de tejidos y como protector de la madera. La forma anhidra se usa como detector de la humedad.​ Es un efectivo fungicida, plaguicida y bactericida.​ También tiene uso didáctico, sobre todo en experimentos de cristalización de este compuesto.​
El sulfato de cobre es tóxico e irritante y muy peligroso para el medio ambiente.​
Cabe recordar que los sulfatos se originaron en la Tierra primitiva por procesos de disolución de tizas en el agua subterránea por acción de ácidos como el sulfúrico. Es probable que el sulfato de cobre se originara de esta forma, creando minerales naturales como la calcantita.​
Desde el punto de vista de la historia humana, el sulfato de cobre se viene usando desde mucho antes del siglo IV a.C. Los registros encontrados en las tumbas de los primeros egipcios sugieren que, al menos, esta antigua civilización empleó esta sal como mordiente en su proceso de teñido. Todavía se sigue usando en la actualidad como tal.​
Otro uso igualmente temprano registrado de los compuestos de cobre fue para la fabricación de ungüentos y otras preparaciones médicas. Más tarde, la civilización griega de la era precristiana de Hipócrates (alrededor del 400 a.C.) emitió la prescripción de sulfato de cobre para las enfermedades pulmonares y, en el siglo XVIII d.C., había adquirido un amplio uso clínico en el mundo occidental, siendo empleado para el tratamiento de trastornos mentales y aflicciones de los pulmones.​
Esta sal no ha demostrado tener efectos beneficiosos en la salud, e incluso es tóxico. Sin embargo, sigue siendo muy apreciado por algunos habitantes de África y Asia para curar llagas y enfermedades de la piel. En Occidente se lo utiliza ampliamente en alimentos para bebés y en tónicos y píldoras minerales y vitamínicas.​
Este compuesto se ha utilizado desde 1838 para preservar la madera y hoy en día es la base de muchos conservantes de madera patentados. Ya a inicios del siglo XX se descubrió que afectaba de cierto modo al crecimiento de las algas, y se empezó a aplicarlo desde entonces para controlar las poblaciones de las mismas, o bien eliminarlas.​
El sulfato de cobre (y otros compuestos de cobre relacionados) ha tenido y tiene su empleo más extenso en la agricultura. El primer uso registrado fue en 1761, cuando se descubrió que los granos de semillas empapados en una solución débil de sulfato de cobre inhibían los hongos transmitidos por las semillas. En 1807 se descubrió que remojar las semillas de cereales en una solución de sulfato de cobre durante un tiempo limitado y luego secarlas con cal hidratada controlaba la “enfermedad del carbón volador” del trigo, en ese entonces endémico de donde se cultivaba precisamente este cereal. Así se convirtió en la práctica agrícola estándar para controlar dicho mal.​
La harina molida de trigo empanado servía de alimento a los animales o bien se vendía a bajo precio a los fabricantes de pan de jengibre que habían encontrado una manera de enmascarar su mal sabor y color con jengibre y melaza. En unas pocas décadas, la práctica de tratar los granos de semillas con sulfato de cobre se había vuelto tan generalizada y eficaz que la aparición de más de unas pocas espigas en un campo de trigo se consideraba un signo de negligencia por parte del agricultor. Los compuestos de cobre han controlado tan bien el tizón que hoy en día esta enfermedad transmitida por semillas ya no tiene importancia económica.​
El mayor avance de las sales de cobre sin duda se produjo en la década de 1880 cuando el científico francés Millardet, mientras buscaba una cura para la enfermedad del mildiú velloso de las vides en el distrito de Burdeos de Francia, se dio cuenta de que las vides que bordeaban las carreteras y que habían sido embadurnadas con una pasta de sulfato de cobre y cal en agua para que las uvas no fueran atractivas para los transeúntes, parecían más libres de mildiú velloso. Esta observación casual llevó a experimentos con mezclas de sulfato de cobre, cal y agua, y en 1885 Millardet anunció al mundo que había encontrado una cura para el temido mildiú. Esta mezcla se conoció como caldo bordelés y vio el comienzo de la fumigación de cultivos protectores.​
Un año o dos después del descubrimiento del caldo bordelés, apareció en escena la mezcla borgoñesa, que también toma su nombre del distrito de Francia en el que se utilizó por primera vez. La mezcla borgoñesa se prepara a partir de sulfato de cobre y carbonato de sodio (cristales de sosa) y es análoga al caldo bordelés.​
Los ensayos con estas soluciones contra diversas enfermedades fúngicas de las plantas pronto demostraron que muchas enfermedades de las plantas podrían prevenirse con pequeñas cantidades de sulfato de cobre aplicadas en el momento adecuado y de la manera correcta. Desde entonces, los fungicidas de sulfato de cobre han sido indispensables y muchos miles de toneladas se utilizan anualmente en todo el mundo para prevenir enfermedades de las plantas.​
Puesto que está disponible comercialmente, el sulfato de cobre se compra, no se prepara generalmente en el laboratorio para agregar aldehídos y cetonas como carburantes. Esto se logra de forma industrial por la acción del ácido sulfúrico en una variedad de compuestos de cobre(II), tales como Óxido de cobre(II) y de carbonato del cobre.
La más común de sus producciones, es la precipitación de sulfato pentahidratado por sobre saturación con ácido sulfúrico, a partir de soluciones concentradas de cobre provenientes de lixiviación de minerales oxidados de cobre, también en medio sulfato, obedeciendo las siguientes reacciones químicas.
Precipitación:
Cu 2 + ( aq ) + SO 4 2 − ( aq ) ⟶ CuSO 4 ( s ) {\displaystyle {\ce {Cu2+(aq) + SO4^2- (aq) -> CuSO4(s)}}}
Hidratación:
CuSO 4 ( s ) + H 2 O ⟶ CuSO 4 ⋅ 5 H 2 O ( s ) {\displaystyle {\ce {CuSO4(s) + H2O -> CuSO4.5H2O(s)}}}
Estas reacciones ocurren durante el proceso en el orden que se señala.
Otra reacción química para obtener esta sustancia es la siguiente, desarrollada por Okers:
2 Cu + 2 H 2 SO 4 + O 2 ⟶ 2 CuSO 4 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {2Cu + 2H2SO4 + O2 -> 2CuSO4 + 2H2O}}}
Los mejores resultados obtenidos con esta reacción se lograron a 25° y empleando un exceso de aire. El ácido sulfúrico debe estar a una concentración del 25%. Luego, el oxígeno se reemplazó con aire, dando una productividad de sulfato de cobre por encima del 28%. Por encima de los 30° ocurre la cristalización, con exceso de aire y por debajo de las condiciones óptimas.​
El sulfato de cobre comercial suele tener un 98% de sulfato de cobre puro y puede contener trazas de agua. El sulfato de cobre anhidro es 39,81% de cobre y 60,19% de sulfato en masa, y en su forma azul, hidratada, es 25,47% de cobre, 38,47% de sulfato (12,82% de azufre) y 36,06% de agua en masa. Según su uso, se proporcionan cuatro tipos de tamaño de cristal: cristales grandes (10–40 mm), cristales pequeños (2–10 mm), cristales de nieve (menos de 2 mm) y polvo azotado por el viento (menos de 0,15 mm).​
El sulfato de cobre(II) pentahidratado se descompone antes de fundirse. Pierde dos moléculas de agua al calentarse a 63 °C, seguidas de dos más a 109 °C y la última molécula de agua a 200 °C.​ La deshidratación procede por descomposición del resto tetraaguacobre (2+), se pierden dos grupos agua opuestos para dar un resto diaguacobre (2+). El segundo paso de deshidratación ocurre cuando se pierden los dos últimos grupos acuáticos. La deshidratación completa ocurre cuando se pierde la última molécula de agua no unida. A 650 °C, el sulfato de cobre(II) se descompone en óxido de cobre(II) (CuO) y trióxido de azufre (SO3).
El sulfato de cobre reacciona con ácido clorhídrico concentrado para dar tetraclorocuprato(II):
Cu 2 + + 4 Cl − ⟶ CuCl 4 2 − {\displaystyle {\ce {Cu2+ + 4Cl- -> CuCl4^2-}}}
La mayoría de los compuestos de cobre (II) son bastante lábiles cinéticamente hablando, y son de color azul o verde. Son particularmente conocidos el complejo color azul marino que forma el cobre con el amoníaco y el clorocomplejo de color verde oscuro. Los ligandos o se encuentran coordinados con el ion Cu en forma cuadrada plana o forman un octaedro deformado, en el que dos ligandos situados a uno y otro lado del ion central se encuentran más alejados que los otros cuatro, situados en un plano (efecto Jahn-Teller).​
También en la estructura del sulfato de cobre pentahidratado cada ion Cu se encuentra rodeado por un octaedro deformado de átomos de oxígeno. Cuatro de ellos se encuentran en un plano y pertenecen a las moléculas de agua, mientras que las dos posiciones axiales quedan ocupadas por átomos de oxígeno de los grupos sulfato. Además, una quinta molécula de agua forma un puente entre los iones SO4 y otras moléculas de agua. Al calentar el hidrato se produce la pérdida de agua en tres fases:​
CuSO 4 ⋅ 5 H 2 O ⟶ CuSO 4 ⋅ 3 H 2 O ⟶ CuSO 4 ⋅ H 2 O ⟶ CuSO 4 {\displaystyle {\ce {CuSO4.5H2O -> CuSO4.3H2O -> CuSO4.H2O -> CuSO4}}}
La siguiente tabla de datos fue elaborada con los datos de esta cita:​
Tiene numerosas aplicaciones: como alguicida en el tratamiento de aguas, fabricación de concentrados alimenticios para animales, abonos, pesticidas, mordientes textiles, industria del cuero, pigmentos, baterías eléctricas, recubrimiento galvanizados (recubrimientos de cobre ácido por electrodeposición), sales de cobre, preservantes de la madera, procesos de grabado y litografía, reactivo para la flotación de menas que contienen zinc, industria del petróleo, caucho sintético, industria del acero, tratamiento del asfalto natural, colorante cerámico, y preparados medicinales como el agua de alibour.
En agricultura se lo emplea en abonos y fertilizantes. Por ejemplo, es un nutriente vegetal en los campos de arroz y estimulante del rendimiento de látex en plantaciones del árbol del caucho.​ Dado que el sulfato de cobre tiene buena solubilidad en agua,​ se lo puede aplicar en riego por aspersión, riego por goteo, inyección directa a la raíz, riego por manguera o aspersión foliar.​ También se usa para fabricar pesticidas, además de fungicidas​ y bactericidas.​ Sin embargo, existen hongos capaces de soportar niveles elevados de iones de cobre. Uno de estos hongos es Botrytis cinerea, el mismo que es capaz de soportar el sulfato de cobre, capacidad que disminuye según aumente la concentración de sulfato de cobre, siendo una muy utilizada la del caldo bordelés, como aspersión, 1 gramo del sulfato en 100 ml de solución acuosa.​
Como herbicida no agrícola, se utiliza para controlar las plantas acuáticas invasoras y las raíces de las plantas situadas cerca de las tuberías de agua. Igualmente, controla las algas en las macetas.​
Generalmente, una vez que las esporas del hongo se han posado en la planta huésped y han penetrado en los tejidos, es difícil controlarlas. El control debe depender en la mayoría de los casos de la protección, es decir, evitar que las esporas del hongo entren en los tejidos del huésped. Los fungicidas de cobre se destacan por su tenacidad y por esta razón son muy preferidos en áreas de alta precipitación. Son muy eficaces contra numerosas enfermedades de las plantas.​
El método de control más simple es aplicar una capa protectora de caldo bordelés o mezcla borgoñesa (u otro fungicida de cobre) a las partes susceptibles de la planta, de modo que las esporas que se posan sobre ellas entren en contacto con la película protectora de cobre y mueran instantáneamente. Por tanto, es importante recordar que, idealmente, la primera pulverización debe realizarse justo antes de que se espere la enfermedad y continuarse a intervalos durante todo el período susceptible. Por esta razón, es importante aprovechar los esquemas de alerta temprana que están en funcionamiento para garantizar una mayor precisión en la sincronización de la primera pulverización.​
A partir del sulfato de cobre se pueden crear otros compuestos de cobre que actúan igualmente como fungicidas, como el polvo de cobre-cal tribásico.​
Las plantas también resultan afectadas por estos tratamientos y no siempre quedan intactas. Por lo tanto, debe evitarse el uso de una mezcla fungicida demasiado concentrada, especialmente en las primeras pulverizaciones.​
El caldo bordelés consiste en una suspensión de sulfato de cobre(II) (CuSO4) e hidróxido de calcio (Ca(OH)2) en agua. Se utiliza para controlar hongos en uvas, melones y otras frutas del bosque. Se produce mezclando una solución acuosa de sulfato de cobre y una suspensión de cal apagada.​
Esta mezcla se prepara en varias concentraciones. El método convencional para describir su composición es dar el peso del sulfato de cobre, el peso de la cal hidratada y el volumen de agua en ese orden. El porcentaje del peso de sulfato de cobre al peso de agua empleada determina la concentración del caldo bordelés. Así, una mezcla del caldo al 1%, que es la normal, tendría la fórmula 1:1:100, el primer 1 representaría 1 kg de sulfato de cobre, el segundo representaría 1 kg de cal hidratada y el 100 representaría 100 litros (100 kg) de agua.​
Como el sulfato de cobre contiene un 25% de cobre metálico, el contenido de cobre de una mezcla de Burdeos al 1% sería de 0 a 25% de cobre. La cantidad de cal utilizada se puede reducir considerablemente. En realidad, 1 kg de sulfato de cobre requiere solo 0,225 kg de cal hidratada químicamente pura para precipitar todo el cobre. Las buenas marcas patentadas de cal hidratada ahora están disponibles gratuitamente pero, como incluso estas se deterioran durante el almacenamiento, es más seguro no exceder una proporción de 2:1. es decir, una mezcla de 1:0,5:100.​
Al preparar el caldo bordelés, el sulfato de cobre se disuelve en la mitad de la cantidad de agua requerida en un recipiente de madera o plástico. La cal hidratada se mezcla con el resto del agua en otro recipiente. Luego, las dos "soluciones" se vierten juntas a través de un colador en un tercer recipiente o tanque de aspersión.​
Para aumentar la adherencia del caldo bordelés se puede añadir alguna cantidad de melaza. En este caso, la fórmula a seguir es:​
Así como el caldo bordelés, la mezcla borgoñesa, caldo borgoñés o mezcla de Borgoña también sirve para controlar una gran variedad de enfermedades fúngicas de las plantas. Normalmente, una mezcla de 0,5% a 1% de caldo bordolés o mezcla borgoñesa aplicada ene intervalos de 2 a 3 semanas es suficiente para controlar la mayoría de los hongos susceptibles al cobre.​
Para prepararla, hay que disolver por separado 1 kg de sulfato de cobre en 50 litros de agua y 1,25 kg de sosa de lavado (o 0,475 kg de carbonato de sodio) en 50 litros de agua y agregar lentamente la solución de sosa a la solución de sulfato de cobre con agitación.​ Otra forma de preparar la mezcla borgoñesa es bajo las siguientes dosis:​
El caldo borgoñés peligra menos de obstruir los aparatos a diferencia del bordelés y se adhiere mejor a las hojas. Así como en el caldo bordelés, también se puede agregar melaza al caldo borgoñés.​
Se ha propuesto aun para combatir el mildiú diversos conocimientos que parecen ser eficaces. Por ejemplo, el caldo de jabón, cuya fórmula es la siguiente:​
Se debe evitar el empleo de agua muy caliza, que forma con el jabón cuajarones que pueden obstruir los pulverizadores.​
La técnica propuesta por Mr. Audoynand emplea agua de lluvia, sulfato de cobre y amoníaco. El agua de lluvia es más adherente que el caldo bordelés y no obstruye nunca los aparatos, pero no es muy vivible en las hojas y ocasiona quemaduras frecuentemente. Se la prepara según la siguiente fórmula:​
Para todas estas mezclas se opera como en el caldo bordelés: se deben verterse las otras disoluciones en el de sulfato de cobre y añadir enseguida la cantidad de agua que se desee.​
La efectividad es alta en al menos 300 enfermedades de plantas:​
El sulfato de cobre se utilizaba antiguamente para matar las bromelias, que sirven de criaderos de mosquitos.​ Actualmente, el sulfato de cobre se usa como precursor de otros compuestos insecticidas. Ejemplos son el arsenito de cobre y el verde de París.​
El componente Cheshunt es una mezcla comercial de sulfato de cobre y carbonato de amonio (descontinuado) utilizada en horticultura para evitar que las plántulas se moje,​ o bien para prevenir el marchitamiento fúngico (damping off) del tomate.​
Para la fabricación de concentrados alimenticios para animales que reducen la deficiencia de cobre. Sirve como estimulante de crecimiento y engorde de cerdos y pollos. Con respecto al ganado lechero, previene la fragilidad ósea y la anemia.​
Es efectivo para combatir la podredumbre del pie (pododermatitis infecciosa) en ovinos y bovinos. Actúa como bactericida (o “bacteriastat” en inglés) efectivo, y se lo pone como tal en conjunto con los baños antiparasitarios para ovejas (“sheep dips” en inglés). Finalmente, previene la propagación de erisipelas porcinas y diarrea en terneros.​
Un método para corregir la deficiencia de cobre en el ganado es tratar el suelo en el que pastan los animales. Por ejemplo, en Australia y Nueva Zelanda se previene el retroceso en los corderos mediante el aderezo de pastos deficientes en cobre con 5 a 10 kg de sulfato de cobre por hectárea algún tiempo antes de que comience el parto.​
Otros métodos incluyen empapar periódicamente con una solución de sulfato de cobre; incorporar sulfato de cobre en sal y otras sustancias de lamer para animales; o por el que probablemente sea el método más general, incorporando sulfato de cobre junto con otros minerales y vitaminas en forma de suplementos cuidadosamente mezclados en los piensos.​
La inclusión de hasta un 0,1% de sulfato de cobre en la dieta de los cerdos para hacer tocino y otros productos porcinos, y en los pollos de engorde, estimula el apetito y produce una mayor tasa de crecimiento con una marcada mejora en la conversión alimenticia.​
La gotera esofágica o surco reticular es una estructura anatómica presente en los rumiantes lactantes. Esta estructura les permite que el calostro y la leche pasen directamente al abomaso, sin caer en el retículo y el rumen, evitando fermentaciones indeseadas. En la edad adulta también es posible estimular este reflejo administrando ciertas sustancias. En el ganado vacuno son más eficaces las sales de sodio para estimular el cierre de la gotera, mientras que en las ovejas el sulfato de cobre es más efectivo. El cierre de la gotera esofágica y paso de un líquido con contraste desde el esófago distal al orificio retículo-omasal y abomaso se observó en 5 de 10 animales estimulados con sulfato de cobre.​
El sulfato de cobre corrige la deficiencia de cobre en suelos.​
Por lo general se considera que los suelos son deficientes en cobre si contienen menos de dos partes por millón de cobre disponible en el contexto de la sanidad vegetal, aunque la deficiencia puede ser evidente a partir de las cinco partes por millón. El uso creciente de fertilizantes químicos que contienen poco o nada de cobre de alguna forma arruina los niveles de cobre de los suelos y crea una deficiencia del elemento en las plantas y, a través de ellas, en los animales.​
Actualmente se añaden compuestos de cobre, como el sulfato de cobre, para corregir estas deficiencias, ya sea directamente o en combinación con fertilizantes, en especial los que son ricos en nitrógeno y fósforo. Los animales que pastan en pastos deficientes en cobre o que obtienen una cantidad inadecuada de cobre a través de su dieta normal se beneficiarán de los suplementos minerales que contienen cobre.​
Cuando la deficiencia de cobre se ha confirmado mediante análisis de suelo o diagnóstico de campo, ya sea en plantas o animales, se puede corregir de manera muy simple aplicando 50 kg de sulfato de cobre por hectárea en forma de fertilizante antes de la siembra o rociando el follaje de las plantas de cereales jóvenes, cuando tengan unos 150 mm de altura, con 750 gramos de sulfato de cobre (disuelto en 400 a 2.000 litros de agua) por hectárea.​
La aplicación al suelo generalmente ha dado mejores resultados y tiene la ventaja de que puede tener un efecto residual durante más de diez años. La aplicación foliar debe realizarse anualmente a cada cultivo. Una alternativa es agregar una escoria que contenga cobre (normalmente alrededor del 1% al 2% de cobre) a razón de una tonelada por hectárea.​
En medicina se lo usa como antídoto para el fósforo, además de usarse en las deficiencias anémicas.​ Con él también se pueden realizar preparados medicinales como el agua de alibour. También puede ser utilizado como micronutriente mineral y catalizador cúprico en la producción de productos farmacéuticos como agentes antimicrobianos.​
El sulfato de cobre se utiliza para detectar la anemia. Esto se hace al analizar la sangre dejándola caer en una solución de sulfato de cobre de gravedad específica conocida: la sangre que contiene suficiente hemoglobina se hunde rápidamente debido a su densidad, mientras que la sangre que no se hunde o se hunde lentamente tiene una cantidad insuficiente de hemoglobina.​
El sulfato de cobre previene el hongo del pie de atleta en las piscinas. Esto se logra al mezclar el hormigón con el compuesto. El hormigón adquiere una propiedad antiséptica para matar el hongo, y por lo general se usa este tipo de hormigón en los baños públicos de las piscinas. También combate la malaria al usarlo como precursor del verde de París, que controla las larvas de mosquitos transmisores de la malaria.​
Desde siempre se ha atribuido al cobre propiedades curativas contra ciertas enfermedades, por ejemplo, en la antigua Grecia se lo usaba para tratar dolencias pulmonares. El sulfato de cobre no ha demostrado tener efectos beneficiosos en la salud, e incluso es tóxico. Sin embargo, sigue siendo muy apreciado por algunos habitantes de África y Asia para curar llagas y enfermedades de la piel. En Occidente se usa ampliamente en alimentos para bebés y en tónicos y píldoras minerales y vitamínicas.​
El sulfato de cobre se usa en las piscinas para matar las poblaciones de algas, de modo que es un alguicida. No solo en piscinas, también en los estanques agrícolas, donde las algas verdes filamentosas pueden llegar a ser un problema serio.​​
También evita la propagación del pie de atleta en las piscinas. Esto se logra al mezclar el hormigón con el compuesto. El hormigón adquiere una propiedad antiséptica para matar el hongo, y por lo general se usa este tipo de hormigón en los baños públicos de las piscinas.​
Hablando de las aguas en general, además de alguicida/fungicida también es bactericida.​ Aplicado en cantidades adecuadas no hace demasiado daño a los peces (en teoría). Por ejemplo, un diez milésimo de esta sal es suficiente para destruir la mayor parte de los gérmenes esporulados como el colibacilo, cantidad totalmente inofensiva para los peces.​
Se utiliza igualmente como alguicida. Además, es antibacteriano y antifúngico. También funciona como un gran medicamento la mayoría de los peces, de agua dulce o salada. Además, elimina los caracoles de los acuarios y los mejillones cebra de las tuberías de agua.​
Es importante no abusar del sulfato de cobre, ya que este es muy tóxico para los ambientes (en especial acuáticos) y para sus comunidades biológicas. Por ejemplo, se ha demostrado que los baños terapéuticos con sulfato de cobre durante 10, 20, 30 y 60 min resultaron estresantes para la carpa herbívora Ctenopharyngodon idella (Valenciennes, 1844), con un deterioro mayor en los peces de menor tamaño.​
El sulfato de cobre actúa sobre los protozoos externos, como los llamados “ichs”. Un ejemplo de estos es el ciliado Cryptocaryon irritans (ich de agua salada). También actúa sobre Oodinium (enfermedad de la piel de terciopelo en los peces) y los crustáceos parásitos Argulus. También funciona como un gran tratamiento preventivo para la mayoría de los peces, de agua dulce o salada. Solía ser efectivo contra el platelminto Dactylogyrus (causante del “Gill Flukes”), pero este ya se ha vuelto resistente al sulfato de cobre.​
Aunque el sulfato de cobre es seguro en las partes por millón correctas, no se puede usar definitivamente en tiburones de agua salada, invertebrados ni tanques de arrecife. Es recomendable disponer de un detector de niveles de cobre al aplicar la sustancia. Sin embargo, hay que tener cuidado con esto al aplicar sulfato de cobre para matar algas. Cuando se dosifica el tanque, las lecturas de cobre desaparecerán, porque las algas lo absorberán todo. Luego, las algas mueren y liberan todo el cobre nuevamente en el agua.​
En cualquier caso, para realizar una solución de tratamiento se mezclan 21 gramos de sulfato de cobre con 21 gramos de cristales de ácido cítrico en 1 pinta de agua destilada. Luego se procede a agitar bien. Se debe usar 1 gota por cada galón de agua del acuario, equivalente a 0,15ppm. El ácido cítrico secuestra la solución de sulfato de cobre para hacerla estable, dado que el cobre no se disuelve fácilmente en el agua. Así, el ácido cítrico ayuda a que se disuelva completamente y evita que los niveles de cobre aumenten.​
Los niveles seguros de solución de sulfato de cobre están entre los 0,15ppm y los 0,20ppm. Concentraciones más altas pueden dañar los tejidos de los peces y causarles llagas rojas en los costados.​
Es erróneo pensar que se puede eliminar el sobrante de cobre del agua con carbón activado. Sólo se lo puede eliminar cambiando el agua o utilizando E.D.T.A. (ácido etilendiaminotetraacético) para quelarlo del agua.​
El sulfato de cobre se puede usar como solución para baños y recubrimientos galvanizados (recubrimientos de cobre ácido por electrodeposición), en la producción de circuitos impresos de cobre (baterías eléctricas) y en la obtención de cátodos de cobre.​ Deja un acabado azul-negro sobre el acero.​
Se usa en el proceso de flotación para separación de plomo, zinc y cobalto en las menas,​ por ejemplo en la blenda de zinc.​ Es muy utilizado en los procesos metalúrgicos como activador de sulfuros de zinc, hierro, cobalto y níquel, esto debido al reemplazo iónico del cobre por el zinc.​
El sulfato de cobre es un importante catalizador. Purifica los gases al eliminar contaminantes como el cloruro de hidrógeno o el sulfuro de hidrógeno. Es un promotor de precipitación en soluciones purificadoras de sulfato de zinc. Permite la precipitación de alcaloides como sales dobles de extractos brutos.​
Es precursor y fuente de otros compuestos de cobre como: silicato de carbonato de cobre, arsenito de cobre, acetoarsenito de cobre, resinato de cobre, estearato de cobre, tartrato de cobre, oleato de cobre, naftenato de cobre, cromato de cobre, clorato de cobre, alginato de cobre, fluoruro de cobre, hidróxido de cobre, óxido cuproso, cloruro de cobre, cianuro de cobre y compuestos de cupramonio.​
Varias pruebas químicas utilizan sulfato de cobre. Por ejemplo, se emplea en la solución de Fehling y la solución de Benedict para analizar los azúcares reductores, lo que reduce el sulfato de cobre (II) (azul soluble) a óxido de cobre (I) (rojo insoluble). El sulfato de cobre (II) también se utiliza en el reactivo de Biuret para analizar las proteínas.​
En el ensayo a la llama los iones de cobre emiten una luz azul-verde intensa, mucho más que el del bario, de 5790 a 5850 Å.​​ En todo caso, la intensidad del tono verde será mayor y más duradera si hay halógenos. Caso contrario, el verde es poco intenso, poco duradero o incluso no da color verde.​
El sulfato de cobre se emplea a un nivel limitado en la síntesis orgánica.​ La sal anhidra se utiliza como agente deshidratante para formar y manipular grupos acetal.​ La sal hidratada se puede mezclar íntimamente con permanganato de potasio para crear un oxidante usado posteriormente en la conversión de alcoholes primarios. Al parecer esta mezcla es más efectiva que otros oxidantes.​
La reacción con hidróxido de amonio da lugar al sulfato de tetraamino-cobre (II) o reactivo de Schweizer, que se utilizaba para disolver la celulosa en la producción industrial de rayón. [cita requerida]
Los átomos, las moléculas neutras y los iones (simples o asociados) pueden existir en varios estados electrónicos posibles; esto constituye la base de la espectroscopía de absorción en el visible y en el ultravioleta. Las transiciones entre estos estados energéticos se producen por la absorción de cuantos de energía discretos ΔE, que se encuentran relacionados por la frecuencia "v" de la luz absorbida por la relación bien conocida:​
Δ E = h ⋅ ν {\displaystyle \Delta E=h\cdot \nu }
Siendo "h" la constante de Planck. Cuando se pasa luz a través de una disolución eletrolítica, se produce una absorción de las frecuencias características que corresponden a las transiciones electrónicas de las especies presentes en la disolución. Como consecuencia de la absorción, la intensidad de la luz transmitida con la frecuencia correspondiente a la absorción es menor que la de la luz incidente; la disminución de intensidad para una longitud de onda particular viene expresada por una relación exponencial conocida como ley de Beer-Lambert: ​
I = I 0 ⋅ e − ϵ ⋅ c ⋅ l {\displaystyle I=I_{0}\cdot e^{-\epsilon \cdot c\cdot l}}
En donde "I0" e "I" son las intensidades de la luz transmitida y de la luz incidente, "ε" una constante característica de la especie absorbente y llamada absorbancia molar, "l" la longitud de la sustancia (por ejemplo de la disolución electrolítica), a través de la que pasa la luz y "c" la concentración de las moléculas absorbentes.​
Bjerrum hizo un estudio histórico de la ley de Beer-Lambert, al estudiar el espectro de absorción de las disoluciones diluidas de sulfato de cobre, encontrando que la absorción molar era independiente de la concentración.​
Bjerrum llegó a la conclusión de que las únicas especies presentes en las disoluciones diluidas de sulfato de cobre eran los iones libres no asociados, cobre y sulfato y no, como se creía en su época, moléculas no disociadas de sulfato de cobre que se disociaban en iones en una extensión dependiente de la concentración. Si la disolución hubiera contenido moléculas no disociables, la absorbancia molar de la disolución de sulfato de cobre habría dependido de la concentración.​
En años recientes se ha encontrado que la absorbancia molar de las disoluciones concentradas de sulfato de cobre presenta una ligera dependencia de la concentración. Esta dependencia de la concentración ha sido atribuida a la formación de pares de iones como consecuencia de la actuación de fuerzas coulombianas entre los iones cobre y sulfato. Esto suena irónico, ya que el concepto de Bjerrum de los pares iónicos se usó así para contradecir la idea de Bjerrum de que en una disolución de sulfato de cobre solamente existían iones libres.​
Sin embargo, existe una diferencia fundamental entre la idea errónea de cobre de que un cristal de sulfato de cobre se disuelve dando moléculas de sulfato de cobre, que después de disocian en iones libres, y el punto de vista moderno de que los iones de un cristal iónico pasan a la disolución en forma de iones libres solvatados, los cuales, en determinadas condiciones, se asocian en pares de iones.​
En cualquier caso, el método de la espectroscopía de absorción visible y en el UV es óptimo cuando los espectros de absorción de los iones libres y asociados son muy diferentes y conocidos. En caso de que no sea posible aislar químicamente los iones asociados y estudiar sus espectros, el tipo de absorción por los iones asociados ha de atribuirse a transiciones electrónicas que sean conocidas de otros sistemas bien estudiados. Por ejemplo, puede tratarse de una transferencia electrónica sobre el ion desde el ambiente inmediato al mismo (espectros de transferencia de carga), es decir, de entidades que están asociadas con el ion, o transiciones entre nuevos sistemas electrónicos producidas bajo la influencia del campo electrostático de las especies asociadas con el ion (desdoblamiento por el campo cristalino). Por tanto, las características de absorción de una especie están sometidas a influencia del medio en que se encuentra y estas influencias reducen la falta de ambigüedad según la cual los espectros son característicos de las especies más del ambiente. En esto radica una de las desventajas de la técnica de la espectroscopía de absorción en el visible y en el UV.​
Para la preparación de catalizadores utilizados en el craqueo de ciertos tipos de petróleo líquido y gaseoso, además de para las fracciones del petróleo.​
Se usa para crear cloruro cuproso, usado en la purificación de butadieno y en la separación de derivados de acetileno. El sulfato de cobre purifica aceites de petróleo.​
Se emplea para fabricar catalizadores usados en la cloración del látex del caucho.​
Es un conservante de la caseína y otras colas. Es un aditivo insecticida para pastas y colas para encuadernación de libros, y un aditivo de resistencia al agua para pegamentos animales o de silicato.​
El sulfato de cobre es un activador en el proceso de fabricación del carbón activado.​
Además, mejora las cualidades de combustión del coque, un combustible formado a partir de la destilación del carbón bituminoso.​
Se utiliza como aditivo del hormigón para aportar resistencia al agua, cualidades desinfectantes y como colorante. El hormigón que contiene sulfato de cobre se usa en las piscinas con fines antisépticos.​ El sulfato de cobre también modifica el fraguado del hormigón, retardándolo.​
El sulfato de cobre aporta protección contra líquenes, mohos y crecimientos similares en techos de fibrocemento y otros materiales de construcción. Controla el crecimiento de raíces de árboles en alcantarillas.​
Además, actúa como conservante de la madera, así como para preparar otros conservantes para madera. Ejemplos son los naftenatos de cobre a base de aceite y cobre/cromo/arsénico a base de agua para la prevención de la carcoma y pudrición en la madera.​
La podredumbre seca de la madera por hongos se combate al añadir sulfato de cobre al yeso.​
El sulfato de cobre es materia prima para la fabricación de naftenato de cobre y otros compuestos de cobre para su uso en pinturas antiincrustantes. Sirve además para preparar ciertos secadores de barnices o pinturas, p.ej. oleato de cobre o estearato de cobre.​
También se emplea en la preparación de ciertos pigmentos como el cromato de cobre, ferrocianuro de cobre o ftalocianina de cobre.​
El sulfato de cobre es un reactivo en la preparación de colorantes intermedios, y es catalizador o materia prima para la preparación de catalizadores de cobre, p. Ej., preparación de fenoles a partir de compuestos diazo o preparación de colorantes de ftalocianina.​
Colorea el vidrio, cemento y yeso, así como artículos cerámicos. Altera los colores metálicos, por ejemplo, al oscurecer el zinc, o al colorear el aluminio.​
En lo que respecta a colorantes alimentarios, se emplea en la clorofila (E140i) como colorante para alimentos.​
El sulfato de cobre puede utilizarse como ingrediente colorante en obras de arte, especialmente en vidrios y cerámicas.​ En 2008, el artista Roger Hiorns llenó un piso municipal abandonado e impermeabilizado en Londres con 75.000 litros de solución de sulfato de cobre. La solución se dejó cristalizar durante varias semanas antes de vaciar el piso, dejando paredes, suelos y techos cubiertos de cristales. La obra se titula Seizure,​ y se expone desde 2011 en el Yorkshire Sculpture Park.​
El sulfato de cobre se utiliza para grabar planchas de zinc o cobre para el grabado calcográfico.​​ También se utiliza para grabar diseños en el cobre para la joyería, como para el champlevé.​
El sulfato de cobre puede utilizarse como mordiente en la tintura vegetal. Suele resaltar los tonos verdes de los tintes específicos. También actúa como un ingrediente de la tinta para marcar ropa. Denominado Ferrete.​
Se usa en tintes para cabello como ingrediente, estos tintes suelen ser de tipo fenilendiamina o pirogalol.
A menudo se utiliza una solución acuosa de sulfato de cobre como elemento resistivo en las resistencias líquidas. También se usa como electrolito en: el refinamiento, patinación y electroformado con cobre, en la fabricación de polvo de cobre, en el chapado de aluminio y en la anodización. Participa en la fabricación electrolítica de compuestos cuprosos como el óxido cuproso.​
Se lo usa además para revestir alambres de acero con cobre, antes del trefilado. También se usa en el decapado del alambre de cobre antes de esmaltar. El sulfato de cobre proporciona una superficie adecuada para marcar (marking out) el hierro y el acero.​
Es usado para tratar las escobillas (a veces llamados “carbón brushes” en inglés).​
La galvanoplastia es un proceso por el cual puede electropositarse (cubrir una superficie) una delgada capa de cualquier metal sobre otro material, por ejemplo, el cobre sobre el hierro. Para este caso, el electrolito usado es el sulfato de cobre, que se ioniza en un catión cobre (Cu) con dos cargas positivas, y un anión sulfato (SO4), con dos cargas negativas.​
Los iones cobre son atraídos por la placa de hierro, donde extraen dos electrones y se adhieren a la placa de hierro como átomos de cobre. Los iones sulfato por su parte se mueven hacia la placa de cobre donde reaccionan químicamente con el cobre para crear más sulfato de cobre, volviendo a la solución. La reacción que crea el sulfato de cobre deja dos electrones en la placa de cobre. Estos dos electrones salen por el hilo de conexión a la placa de cobre.​
Este ejemplo de galvanoplastia está equilibrado siempre. Por cada dos electrones que entran en la placa de hierro negativa, dos electrones más abandonan la placa de cobre positiva. Este tipo de equilibrio está presente en todos los dispositivos eléctricos que conducen corriente.​
Normalmente realizado en laboratorio, las muestras deben reflejar en el mayor grado posible el estado normal de la roca (mineral) en sus condiciones reales en el terreno. Las dimensiones de la muestra deben ser lo suficientemente grandes para que las pequeñas inclusiones heterogéneas (guijos, nódulos, vetas, etc.) no influyan mucho en los resultados de las mediciones. Las mediciones deben realizarse en el mayor número posible de muestras y a continuación construir construir con ellas la curva de variación.​
Entre los diversos métodos de medición de la resistividad en muestras, el más simple es el basado en la aplicación del dispositivo tetraelectródico.​
En una parte plana de la superficie de la muestra se dispone un dispositivo tetraelectródico AMNB. Los electrodos se separan de la siguiente forma: en los puntos adecuados de la superficie de la muestra se aplican unas gotas de un preparado de agar-agar o gelatina fundido en una solución de sulfato de cobre. En dichas gotas se introducen los extremos de los conductores de cobre que van a la fuente de corriente y a los instrumentos de medición. El diámetro de la gota no debería exceder de 0.1 a 0.2 veces la distancia entre electrodos contiguos. Las medidas lineales de la muestra no deben ser menores de 2 a 3 veces la distancia entre los electrodos A y B.​
El sulfato de cobre es precursor de otros compuestos de cobre para lonas anti-putrefacción y otras telas, como las usadas en los sacos de arena resistentes a la putrefacción.​
Usado como mordiente, especialmente en la impresión de calicó. Empleado en el proceso de cupramonio para la producción de rayón. Para crear colores diazo y negro anilina para teñir. Es además un catalizador en la fabricación de éteres de celulosa y en acetilación de celulosa.​
Igualmente se usa para aumentar la solidez de los tintes en un proceso conocido como “After Coppering”.​
Se le usa como mordiente a la hora de teñir el cuero. Es un reactivo en el proceso de curtido.​
El sulfato de cobre también se utiliza en la fabricación de fuegos artificiales como agente colorante azul-verde.​ El color azul en los fuegos artificiales suele arruinarse por encima de los 1200 °C debido a su descomposición, por lo que hay que llevar al cobre a una temperatura lo suficientemente alta para excitar los electrones, pero lo bastante baja para mantener la disociación al mínimo.​
El sulfato de cobre de hecho ha sido un compuesto usado con más frecuencia en la antigüedad para la pirotecnia. Tiende a oxidarse y producir ácido sulfúrico. Se debe tener cuidado al mezclarlos con cloratos: obligatorio usar pantallas separadas. Las estrellas o mezclas de fuegos artificiales no deben almacenarse, sino usarse inmediatamente. Se puede usar de manera segura con perclorato de potasio, pero las estrellas de fuegos artificiales hechas con esto pueden ser difíciles de iluminar. El sulfato de cobre descompone los cloratos.​
Las sales de cobre en general, y el perclorato de amonio, son buenas opciones para crear mejores fuegos artificiales azules. Sin embargo, el sulfato de cobre no es la sal de cobre más segura para este propósito, por las razones detalladas en el párrafo anterior. Este puesto lo tiene el carbonato de cobre. Sea cual sea el compuesto de cobre usado, se debe tener cuidado de no agregar metales finamente divididos (tales como magnesio o aluminio) a tales composiciones. Por ejemplo, la corrosión del polvo de aluminio se acelera con la presencia de cobre o mercurio. Además, siempre es mejor usar agua destilada para tales composiciones de estrellas de fuegos artificiales cuando se agrega agua como solvente.​
Debido a su fácil disponibilidad comercial, también suele ser empleado como material de experimentación didáctico, en especial para recrear el proceso de cristalización a partir del polvo de este compuesto.​
El sulfato de cobre ahuyenta una gran variedad de alimañas y parásitos. Un ejemplo de uso con este fin consiste en aplicar una solución en las cortezas de los árboles para alejar los conejos.​
Menos de una parte de cobre por millón de partes de agua puede controlar los caracoles acuáticos transmisores de enfermedades. Así, el sulfato de cobre se utiliza como molusquicida para matar babosas y caracoles, ya que estos albergan el parásito Schistosoma (antiguamente Bilharzia), causante de la esquistosomiasis, en los países tropicales. También es útil contra la fascioliasis o el parásito hepático de los animales tanto en climas tropicales como templados.​​
Todos los hábitats donde es probable que existan caracoles con esquistosomas deben tratarse con sulfato de cobre a razón de 25 kg por hectárea al menos dos veces al año en junio y agosto (hemisferio norte) o diciembre y febrero (hemisferio sur).​
Es un aditivo de las pastas de encuadernación de libros y de las colas para proteger el papel de las picaduras de insectos. Es además un ingrediente en las tintas de impresión.​
Como preservante de postes y construcciones de madera.​​
Igualmente conserva las cajas de fruta de madera, las cestas de plantación y otros recipientes de ese estilo, redes de pesca y cueros para redes de arrastre. Conservante de colas y pegamentos. También se usa para conservar la pulpa de madera.​
También es un ingrediente de soluciones que conservan las muestras de plantas en sus colores naturales. Otro uso es el de impregnarlo en papel envolvente de frutas, y así evitar su pudrición durante su almacenamiento.​
Según los estudios, la dosis más baja de sulfato de cobre que tuvo un efecto tóxico en los seres humanos es de 11 mg/kg.​ Debido a su efecto irritante en el tracto gastrointestinal, el vómito se inicia automáticamente en caso de ingestión de sulfato de cobre. Sin embargo, si el sulfato de cobre queda retenido en el estómago, los síntomas pueden ser graves. Tras la ingestión de 1 a 12 gramos de sulfato de cobre, pueden aparecer signos de envenenamiento como sabor metálico en la boca, dolor ardiente en el pecho, náuseas, diarrea, vómitos, dolor de cabeza e interrupción de la micción, lo que conlleva el amarilleamiento de la piel. En casos graves, también pueden producirse lesiones en el cerebro, el estómago, el hígado o los riñones.​
En todos los casos buscar asistencia médica. No se debe de tener al alcance de los niños. Se debe evitar la dispersión del polvo. El sulfato de cobre es muy soluble en agua y, por tanto, es fácil de distribuir en el medio ambiente. El cobre presente en el suelo puede proceder de la industria, de los vehículos de motor y de los materiales arquitectónicos.​​
Según los estudios [cita requerida], el sulfato de cobre existe principalmente en la superficie del suelo y tiende a unirse a la materia orgánica. Cuanto más ácido es el suelo, menos se une. A altas temperaturas, entre los 150 y 560 °C, emite gases y productos peligrosos, principalmente óxidos de cobre y azufre.​
Palabra de advertencia: Atención.
Consejos de prudencia – prevención.
Consejos de prudencia – respuesta.
WGK 3: altamente peligroso para el agua.​
Evitar ante todo la dispersión del polvo. Usar extracción localizada o protección respiratoria. Llevar guantes de protección de nitrilo. Utilizar pantalla facial o protección ocular en combinación con protección respiratoria. No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Lavarse las manos antes de comer.​
De acuerdo al diamante NFPA, el sulfato de cobre no es inflamable. Esto no significa que no se pueda quemar. Dándose el caso, en caso de incendio se desprenden humos y gases tóxicos e irritantes. Para luchar contra el incendio, usar un medio de extinción adecuado.​ No permitir que la escorrentía resultante de la lucha contra el incendio se introduzca en desagües o cursos de agua.​ El sulfato de cobre se descompone a partir de 150 °C.​ A más de 400 °C, empieza a emitir gases irritantes como el óxido de cobre y el dióxido de azufre. El sulfato de cobre se acidifica cuando se disuelve en agua y puede reaccionar con magnesio para formar hidrógeno.​
El sulfato de cobre se debe mantener en su envase original, en un lugar fresco, seco, ventilado y lejos de la luz directa del sol, calor y materiales incompatibles como ácidos y bases para alimentos, bebidas y piensos. Se debe mantener fuera del alcance de los niños, animales y personal no autorizado, ​ en el caso de que se maneje dentro de una empresa o institución de investigación. De ser posible, almacenar el sulfato de cobre en una atmósfera inerte.​
El sulfato de cobre se puede absorber por inhalación del aerosol y por ingestión. Ante una exposición de corta duración, irrita gravemente los ojos y la piel. El aerosol irrita el tracto respiratorio. La ingestión podría afectar a la sangre, a los riñones y al hígado. Esto puede dar lugar a anemia hemolítica, alteración renal y alteración hepática.​
En lo que respecta a la inhalación, la evaporación a 20 °C es despreciable; sin embargo, se puede alcanzar rápidamente una concentración nociva de partículas en el aire cuando se dispersa, especialmente si está en forma de polvo.​
Ante las exposiciones prolongadas, la inhalación prolongada o repetida de aerosol puede afectar a los pulmones. La ingestión puede afectar al hígado.​
En general, los valores límites de exposición ocupacional en el lugar de trabajo (ACGIH) por 8 horas según TWA son de:
Según MAK: (fracción respirable): 0,01 mg/m3; categoría de limitación de pico: II(2); riesgo para el embarazo: grupo C.​
Nota: Información obtenida de: ​
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Asegurarse de que haya estaciones de lavado de ojos y duchas de seguridad cerca de la ubicación de la estación de trabajo. Asegurar una ventilación adecuada, especialmente en áreas confinadas. Siempre que sea posible, deberán adoptarse medidas técnicas de control tales como el aislamiento o confinamiento del proceso, la introducción de cambios en el proceso o los equipos para reducir al mínimo la liberación o el contacto, y el uso de sistemas de ventilación adecuadamente diseñados, dirigidas a controlar los materiales peligrosos en su fuente.​
Nota: información obtenida de: ​​
Puede liberar gases tóxicos a altas temperaturas. Sensible a la luz.​
Es muy tóxico para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos. Puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente acuático.​
La información de esta tabla ha sido obtenida de: ​
Otras consideraciones
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Los principales países productores son: México, Brasil, Chile, Rusia, Taiwán, Italia, Perú y China. En España y Portugal, son ricas en sulfuros las minas del sur occidental de la península ibérica, como las Minas de Tharsis, Riotinto y São Domingo entre otras.​