Plik kobalt Jest to metal przejściowy należący do grupy VIIIB układu okresowego i którego symbolem chemicznym jest Co. Jest to szaro-niebieskie ciało stałe (w zależności od jego zanieczyszczeń), występujące w całej skorupie ziemskiej; chociaż jego stężenie zaledwie wynosi 25 ppm lub 0,001%.
Ten metal jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym w żywieniu przeżuwaczy. Jest również częścią rdzenia witaminy B.12, niezbędne do dojrzewania erytrocytów. Aneuryna12 Ma strukturę podobną do grupy hemowej hemoglobiny; ale z Co zamiast Fe.
W naturze kobalt zwykle nie jest czysty, ale w złożonych matrycach mineralnych, takich jak: kobaltyt, skutterudyt, erytryt itp. W tych minerałach kobalt jest zwykle łączony z niklem, żelazem lub arsenem..
Nazwa „kobalt” pochodzi od niemieckiego kobaltu, który z kolei wywodzi się od kobolt, nazwy, którą górnicy nadali rudom minerałów wytwarzających niebieskie barwniki i posiadających niewiele znanych im metali; rudy, które warto wspomnieć, spowodowały ich zatrucie.
Kobalt znajduje się w rudach wraz z niklem, żelazem i miedzią oraz innymi metalami. Dlatego nie można go uzyskać w stanie czystym i wymaga intensywnej pracy rafinacji, aby go oczyścić, dopóki jego użycie nie będzie praktyczne..
Został odkryty przez szwedzkiego chemika Georga Brandta w latach 1730-1740. Był to pierwszy metal odkryty od czasów prehistorycznych. Brandt zwrócił uwagę, że kobalt jest odpowiedzialny za niebieski odcień ceramiki i szkła; a nie bizmut, jak dotąd uważano.
Kobalt ma 29 izotopów. Plik 59Co jest stabilne i stanowi prawie 100% izotopów kobaltu; pozostałe 28 to radioizotopy. Obejmują one 60Co, stosowany w leczeniu raka. Jest to element magnetyczny, zachowujący swój magnetyzm w wysokich temperaturach. Ta właściwość pozwoliła mu na tworzenie stopów, takich jak tak zwane Alinco, stosowane w głośnikach, mikrofonach, tubach radiowych itp..
Indeks artykułów
Kobalt był używany już od 2000 do 3000 lat przed naszą erą. Egipcjanie, Persowie i dynastie chińskie używali go do wykonywania swoich rzeźb i ceramiki. Dało to niebieskie zabarwienie tak cenione w dziełach sztuki i przedmiotach użytkowych.
Egipcjanie (1550-1292 pne) byli prawdopodobnie pierwszymi ludźmi, którzy użyli kobaltu do nadania szkłu niebieskiego koloru..
Kobalt nie jest izolowany w rudach, ale w obecności minerałów zawierających nikiel, miedź i arsen.
Podczas próby stopienia miedzi z niklem powstał tlenek arsenu, bardzo trujący gaz, który był przyczyną zatrucia górników.
Kobalt został odkryty około 1735 roku przez szwedzkiego chemika Georga Brandta, który zdał sobie sprawę, że właśnie kobalt był metalem, który nadał ceramice i szkłu niebieskie zabarwienie..
Był to pierwszy metal odkryty od czasów starożytnych. Od tego czasu człowiek używał wielu metali, takich jak żelazo, miedź, srebro, cyna, złoto itp ... W wielu przypadkach nie wiadomo, kiedy zaczęto je stosować.
Pierwsze wydobycie kobaltu na świecie rozpoczęło się w Europie, a Norwegia była pierwszym producentem błękitu kobaltu; związek tlenku glinu i kobaltu oraz emalii (sproszkowane szkło kobaltowe), stosowany jako pigment w ceramice i farbach.
W wyniku odkrycia złóż w tych krajach przewaga produkcji kobaltu przeniosła się do Nowej Kaledonii (1864) i Kanady (1904) w regionie Ontario..
Później obecna Demokratyczna Republika Konga (1913) stała się czołowym światowym producentem kobaltu dzięki odkryciu dużych złóż w regionie Katanga. Obecnie kraj ten, obok Kanady i Australii, jest jednym z głównych producentów kobaltu.
Tymczasem ROC jest wiodącym na świecie producentem rafinowanego kobaltu, ponieważ importuje metal z Demokratycznej Republiki Konga do rafinacji..
W 1938 roku John Livinglood i Glenn Seaborg osiągnęli produkcję w reaktorze atomowym 60Współ; izotop promieniotwórczy stosowany w medycynie w leczeniu raka.
Kobalt, podobnie jak inne metale, utrzymuje razem swoje atomy poprzez wiązanie metaliczne. Siła i kompresja są takie, że tworzą metaliczny kryształ, w którym występuje fala elektronów i pasm przewodnictwa, które wyjaśniają ich przewodnictwo elektryczne i cieplne..
Analizując mikroskopowo kryształy kobaltu, okaże się, że mają one zwartą strukturę heksagonalną; istnieją trójkąty atomów Co ułożone w warstwach ABAB ..., tworzące trójkątne graniastosłupy z przeplecionymi warstwami, które z kolei stanowią szóstą część sześciokąta.
Taka struktura występuje w większości próbek kobaltu w temperaturach poniżej 450ºC. Jednak gdy temperatura wzrasta, zaczyna się przejście między dwiema fazami krystalograficznymi: zwartą heksagonalną (hcp) i sześcienną centrowaną na twarzy (fcc, akronim w języku angielskim: centrowany sześcienny na twarz).
Przejście jest powolne, więc nie wszystkie sześciokątne kryształy zmieniają się w sześcienne. Zatem w wysokich temperaturach kobalt może wykazywać obie struktury krystaliczne; a następnie jego właściwości nie są już jednorodne dla wszystkich metali.
Struktura kryształu nie jest całkowicie doskonała; może zawierać nieregularności, które definiują krystaliczne ziarna o różnych rozmiarach. Im są mniejsze, tym jaśniejszy będzie metal lub gąbka. Z drugiej strony, gdy ziarna są duże, metal stanie się stały i trwały..
Detal z kobaltem polega na tym, że nie tylko ziarna modyfikują wygląd zewnętrzny metalu, ale także jego strukturę krystaliczną. Poniżej 450 ° C powinna dominować struktura hcp; ale gdy ziarna są małe, jak w przypadku gąbczastego kobaltu, dominującą strukturą jest fcc.
Odwrotna sytuacja występuje, gdy ziarna są duże: struktura fcc dominuje nad hcp. Ma to sens, ponieważ duże ziarna są cięższe i wywierają na siebie większy nacisk. Przy wyższych ciśnieniach atomy Co bardziej zagęszczają się i przyjmują strukturę hcp.
W wysokich temperaturach (T> 1000 ° C) zachodzą właśnie opisane przejścia; ale w przypadku gąbczastego kobaltu niewielka część jego kryształów staje się sześciokątna, podczas gdy większość nadal jest sześcienna..
W hiszpańskiej pracy badawczej (Peña O'shea V. i in., 2009) wykazano, że możliwe jest zsyntetyzowanie heksagonalnych nanokryształów kobaltu zdolnych do wytrzymania temperatur bliskich 700ºC bez przechodzenia w fazę fcc..
W tym celu naukowcy zredukowali próbki tlenków kobaltu za pomocą CO i H.dwa, stwierdzenie, że nanokryształy hcp zawdzięczają swoją stabilność powłoce z nanowłókien węglowych.
Konfiguracja elektronowa kobaltu to:
[Ar] 3d74sdwa
Może więc teoretycznie stracić do dziewięciu elektronów ze swojej powłoki walencyjnej; ale tak się nie dzieje (przynajmniej w normalnych warunkach), ani nie tworzy się kation9+.
Jego stany utlenienia to: -3, -1, +1, +2, +3, +4, +5, przy czym najważniejsze są +2 i +3.
Solidny, błyszczący, niebiesko-szary metal. Polerowany kobalt jest srebrzystobiały z niebieskawym odcieniem.
58,933 g / mol.
27.
Jest to metal przejściowy należący do grupy 9 (VIIIB), okres 4.
1768 K (1495 ° C, 2723 ° F).
3200 K (2927 ° C, 5301 ° F).
8,90 g / cm3.
16,06 kJ / mol.
377 kJ / mol.
24,81 J / mol K
4720 m / s (mierzone na metalowym pręcie).
5,0 w skali Mohsa.
Jest to jeden z trzech elementów ferromagnetycznych w temperaturze pokojowej. Magnesy kobaltowe zachowują swój magnetyzm w temperaturach nawet do 1121 ° C (2050 ° F).
1,88 w skali Paulinga.
Pierwszy stopień jonizacji: 740,4 kJ / mol.
Drugi poziom jonizacji: 1648 kJ / mol.
Trzeci poziom jonizacji: 3232 kJ / mol.
125 po południu.
6,7 cm3/ mol.
Kobalt powoli rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach mineralnych. Nie łączy się bezpośrednio z wodorem lub azotem, ale poprzez ogrzewanie łączy się z węglem, fosforem i siarką. Wiąże się z tlenem obecnym w parze wodnej w wysokich temperaturach.
Reaguje energicznie z 15 M kwasem azotowym, tworząc azotan kobaltu Co (NO3)dwa. Słabo reaguje z kwasem solnym, tworząc chlorek kobaltu, CoCldwa. Kobalt nie tworzy wodorków.
Zarówno Co+dwa jak Co+3 tworzą liczne kompleksy koordynacyjne, uważane za jeden z metali o największej liczbie tych kompleksów.
Stopy kobaltu są wykorzystywane do produkcji silników odrzutowych i silników turbinowych. Stop o nazwie Alinco, składający się z aluminium, niklu i kobaltu, ma silne właściwości magnetyczne. Magnesy Alinco są używane w aparatach słuchowych, kompasach i mikrofonach.
Tak zwane narzędzia skrawające są wykonane ze stopów stellitu, składających się z kobaltu, chromu i wolframu. Nadstopy mają temperaturę topnienia zbliżoną do kobaltu i charakteryzują się dużą twardością, dzięki czemu są wykorzystywane do produkcji narzędzi o niskiej rozszerzalności.
Od czasów starożytnych kobalt był używany w wielu kulturach, aby nadać ich sztuce i pracom dekoracyjnym niebieski odcień. W tym sensie zastosowano tlenki: kobalt, CoO i kobalt, Co3LUB4.
Oprócz ich wykorzystania w produkcji ceramiki, szkieł i emalii, do wytwarzania katalizatorów wykorzystuje się tlenki kobaltu..
Kobalt-60 (60Co), radioaktywny izotop emitujący promieniowanie beta (β) i gamma (γ), jest stosowany w leczeniu raka. Γ promieniowanie jest promieniowaniem elektromagnetycznym, więc ma zdolność wnikania do tkanek i docierania do komórek nowotworowych, umożliwiając tym samym ich eradykację.
Komórki rakowe to komórki, które dzielą się z dużą prędkością, co czyni je bardziej podatnymi na promieniowanie jonizujące, które uderza w ich jądro, uszkadzając materiał genetyczny.
Plik 60Co, podobnie jak inne radioizotopy, jest używany do sterylizacji materiałów używanych w praktyce medycznej..
Podobnie kobalt jest używany do produkcji implantów ortopedycznych, podobnie jak tytan i stal nierdzewna. Większość protez biodrowych wykorzystuje kobaltowo-chromowe trzpienie udowe..
Kobalt służy do poprawy wydajności akumulatorów, odgrywając użyteczną rolę w pojazdach hybrydowych..
Kobalt służy do nadania powierzchniom metalowym dobrego wykończenia, które chroni je przed utlenianiem. Siarczan kobaltu, CoSO4, na przykład jest głównym związkiem kobaltu stosowanym w tym zakresie.
Chlorek kobaltu, CoCldwa.6HdwaLub jest używany jako wskaźnik wilgoci w eksykatorach. Jest to różowe ciało stałe, które zmienia kolor na niebieski, gdy jest nawodnione.
Kobalt jest częścią centrum aktywnego witaminy B.12 (cyjanokobalamina) bierze udział w dojrzewaniu erytrocytów. Jego brak powoduje anemię charakteryzującą się pojawieniem się w krwiobiegu dużych erytrocytów zwanych megaloblastami.
Kobalt jest szeroko rozpowszechniony w skorupie ziemskiej; chociaż jego stężenie jest bardzo niskie, szacując, że stanowi 25 ppm skorupy ziemskiej. Tymczasem w całym Układzie Słonecznym jego względne stężenie wynosi 4 ppm..
Występuje w niewielkich ilościach w kompleksach niklowo-żelazowych, występujących naturalnie na Ziemi i meteorytach. Podobnie występuje w połączeniu z innymi pierwiastkami w jeziorach, rzekach, morzach, roślinach i zwierzętach..
Ponadto jest niezbędnym składnikiem w żywieniu przeżuwaczy i występuje w witaminie B.12, niezbędne do dojrzewania erytrocytów. Kobalt zwykle nie jest izolowany, ale występuje w różnych minerałach połączonych z innymi pierwiastkami.
Do minerałów kobaltu zalicza się: kobaltyt w połączeniu z arsenem i siarką; erytryt, złożony z arsenu i uwodnionego kobaltu; glaukodot utworzony przez kobalt, żelazo, arsen i siarkę; oraz skutterudyt utworzony przez kobalt, nikiel i arszenik.
Ponadto można zauważyć następujące dodatkowe minerały kobaltu: linnaelit, szkliwo i heterogenit. W minerałach kobaltowi towarzyszy głównie nikiel, arsen i żelazo.
W większości przypadków kobalt nie jest wydobywany z rud, które go zawierają, ale jest produktem ubocznym wydobycia niklu, żelaza, arsenu, miedzi, manganu i srebra. Do ekstrakcji i izolacji kobaltu z tych minerałów wymagany jest złożony proces.
Jeszcze bez komentarzy