The kobalt Jedná se o přechodný kov, který patří do skupiny VIIIB periodické tabulky a jehož chemickým symbolem je Co. Je to šedo-modrá pevná látka (v závislosti na jejích nečistotách), vyskytující se v zemské kůře; i když jeho koncentrace sotva představuje 25 ppm nebo 0,001% z toho.
Tento kov je základním stopovým prvkem ve výživě přežvýkavců. Je také součástí jádra vitaminu B.12, nezbytné pro zrání erytrocytů. Vitamin B12 Má strukturu podobnou struktuře hemové skupiny hemoglobinu; ale s Co místo Fe.
V přírodě se kobalt obvykle nenachází čistý, ale v komplexních minerálních matricích, jako jsou: kobaltit, skutterudit, erythrit atd. V těchto minerálech je kobalt obvykle kombinován s niklem, železem nebo arzenem..
Název „kobalt“ pochází z německého kobaltu, který zase pochází z koboltu, což je název, který horníci pojmenovali minerální rudy, které vyráběly modrá barviva a měly málo kovů, které znali; rudy, které stojí za zmínku, způsobily otravu.
Kobalt se mimo jiné nachází v rudách spolu s niklem, železem a mědí. Proto jej nelze získat čistý a jeho čištění vyžaduje intenzivní rafinaci, dokud není jeho použití praktické..
Objevil jej švédský chemik Georg Brandt v letech 1730 až 1740. Byl to první kov objevený od pravěku. Brandt poukázal na to, že kobalt byl zodpovědný za modrý odstín keramiky a skla; a ne vizmut, jak se do té doby věřilo.
Cobalt má 29 izotopů. The 59Co je stabilní a představuje téměř 100% izotopů kobaltu; zbývajících 28 jsou radioizotopy. Tyto zahrnují 60Co, používaný při léčbě rakoviny. Jedná se o magnetický prvek, který zachovává svůj magnetismus při vysokých teplotách. Tato vlastnost mu umožnila vytvářet slitiny, jako je takzvané Alinco, používané v reproduktorech, mikrofonech, rádiových klanech atd..
Rejstřík článků
Kobalt se používal již od 2 000 do 3 000 let před naším letopočtem. Egypťané, Peršané a čínské dynastie to používali při zpracování svých soch a keramiky. Poskytlo modré zbarvení, které je tak oceňováno v uměleckých dílech a v článcích.
Egypťané (1550 - 1292 př. N. L.) Byli pravděpodobně prvními lidmi, kteří používali kobalt, aby dali sklu modrou barvu..
Kobalt není izolován v rudách, ale v přítomnosti minerálů s niklem, mědí a arzenem.
Při pokusu o roztavení mědi s niklem byl vyroben oxid arsenitý, velmi jedovatý plyn, který byl příčinou otravy horníků.
Kobalt objevil přibližně v roce 1735 švédský chemik Georg Brandt, který si uvědomil, že právě kobalt je kov, který přispívá modrým zabarvením ke keramice a sklu..
Byl to první kov objevený od starověku. Od té doby člověk používal četné kovy jako železo, měď, stříbro, cín, zlato atd. V mnoha případech není známo, kdy se začaly používat.
První těžba kobaltu na světě začala v Evropě, přičemž Norsko bylo prvním producentem kobaltové modři; sloučenina oxidu hlinitého a kobaltu, stejně jako smalt (práškové kobaltové sklo), používaný jako pigment v keramice a v barvách.
Převaha produkce kobaltu se přesunula do Nové Kaledonie (1864) a Kanady (1904) v regionu Ontario kvůli objevu ložisek v těchto zemích..
Současná Demokratická republika Kongo (1913) se později stala předním světovým producentem kobaltu díky objevu velkých ložisek v oblasti Katanga. V současné době je tato země spolu s Kanadou a Austrálií jedním z hlavních producentů kobaltu.
ROC je mezitím předním světovým producentem rafinovaného kobaltu, protože dováží kov z Demokratické republiky Kongo k rafinaci..
V roce 1938 dosáhli John Livinglood a Glenn Seaborg výroby v atomovém reaktoru 60Co; radioaktivní izotop používaný v medicíně k léčbě rakoviny.
Kobalt, stejně jako jiné kovy, drží své atomy pohromadě prostřednictvím kovové vazby. Síla a komprese jsou takové, že vytvářejí kovový krystal, kde je příliv elektronů a vodivých pásů, které vysvětlují jejich elektrickou a tepelnou vodivost..
Při mikroskopické analýze krystalů kobaltu bude zjištěno, že mají kompaktní hexagonální strukturu; ve vrstvách ABAB ... jsou uspořádány trojúhelníky atomů Co, které tvoří trojúhelníkové hranoly s prokládanými vrstvami, které zase představují šestou část šestiúhelníku.
Tato struktura je přítomna u většiny vzorků kobaltu při teplotách pod 450 ° C. Když však teplota stoupne, začíná přechod mezi dvěma krystalografickými fázemi: kompaktní šestihranný (hcp) a kubický centrovaný obličejem (fcc, pro jeho zkratku v angličtině: obličejově centrovaný kubický).
Přechod je pomalý, takže ne všechny šestihranné krystaly se změní na krychlový. Takže při vysokých teplotách může kobalt vykazovat obě krystalické struktury; a poté jeho vlastnosti již nejsou homogenní pro všechny kovy.
Krystalová struktura není úplně dokonalá; může skrývat nepravidelnosti, které definují krystalická zrna různých velikostí. Čím menší jsou, tím světlejší bude kov vypadat nebo připomínat houbu. Na druhou stranu, když jsou zrna velká, kov bude pevný a pevný..
Kobaltem je detail, že nejen zrna ovlivňují vnější vzhled kovu, ale také jeho krystalickou strukturu. Pod 450 ° C by měla převládat struktura hcp; ale když jsou zrna malá, jako v houbovitém kobaltu, dominantní strukturou je fcc.
Opak je, když jsou zrna velká: struktura fcc dominuje nad hcp. Dává to smysl, protože velká zrna jsou těžší a vyvíjejí na sebe větší tlak. Při vyšších tlacích se atomy Co více zhutňují a rozhodnou se přijmout strukturu hcp.
Při vysokých teplotách (T> 1 000 ° C) dochází k právě popsaným přechodům; ale v případě houbovitého kobaltu se malá část jeho krystalů stane šestihrannou, zatímco většina je i nadále krychlová..
Ve španělské výzkumné práci (Peña O'shea V. a kol., 2009) se ukázalo, že je možné syntetizovat hexagonální kobaltové nanokrystaly schopné odolat teplotám blízkým 700 ° C, aniž by došlo k přechodům do fcc fáze..
K tomu vědci redukovali vzorky oxidů kobaltu pomocí CO a Hdva, zjištění, že nanokrystaly hcp vděčí za svou stabilitu potahu z uhlíkových nanovláken.
Elektronová konfigurace kobaltu je:
[Ar] 3d74 sdva
Může tedy teoreticky ztratit až devět elektronů ze své valenční skořápky; ale to se neděje (alespoň za normálních podmínek), ani se nevytváří kation9+.
Jeho oxidační stavy jsou: -3, -1, +1, +2, +3, +4, +5, přičemž +2 a +3 jsou hlavní.
Masivní, lesklý, modrošedý kov. Leštěný kobalt je stříbřitě bílý s modravým odstínem.
58,933 g / mol.
27.
Jedná se o přechodný kov, který patří do skupiny 9 (VIIIB), období 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.
4 720 m / s (měřeno na kovové tyči).
5,0 na Mohsově stupnici.
Je to jeden ze tří feromagnetických prvků při pokojové teplotě. Kobaltové magnety si zachovávají magnetismus při teplotách až 1121 ° C (2050 ° F).
1,88 na Paulingově stupnici.
První ionizační úroveň: 740,4 kJ / mol.
Druhá úroveň ionizace: 1 648 kJ / mol.
Třetí ionizační úroveň: 3 232 kJ / mol.
125 hodin.
6,7 cm3/ mol.
Kobalt se pomalu rozpouští ve zředěných minerálních kyselinách. Nekombinuje se přímo s vodíkem nebo dusíkem, ale kombinuje se s uhlíkem, fosforem a sírou zahříváním. Váže se na kyslík přítomný ve vodní páře při vysokých teplotách.
Intenzivně reaguje s 15 M kyselinou dusičnou za vzniku dusičnanu kobaltnatého, Co (NO3)dva. Slabě reaguje s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku chloridu kobaltnatého, CoCldva. Kobalt netvoří hydridy.
Oba Co+dva jako Co+3 tvoří četné koordinační komplexy, považované za jeden z kovů s nejvyšším počtem těchto komplexů.
Slitiny kobaltu se používají při výrobě proudových motorů a motorů s plynovými turbínami. Slitina zvaná Alinco, vyrobená z hliníku, niklu a kobaltu, má silné magnetické vlastnosti. Alinco magnety se používají ve sluchadlech, kompasech a mikrofonech.
Takzvané řezné nástroje jsou vyráběny ze slitin stelitu, které se skládají z kobaltu, chrómu a wolframu. Super slitiny mají teplotu tání blízkou kobaltu a vyznačují se svou velkou tvrdostí, která se používá při výrobě nástrojů s nízkou roztažností.
Od starověku byl kobalt používán mnoha kulturami, aby dal svým uměleckým a dekorativním dílům modrý odstín. V tomto smyslu byly použity oxidy: kobalt, CoO a kobalt, Co3NEBO4.
Kromě jejich použití při výrobě keramiky, skla a emailů se oxidy kobaltu používají při přípravě katalyzátorů..
Cobalt-60 (60Co), radioaktivní izotop, který emituje beta (β) a gama (γ) záření, se používá při léčbě rakoviny. Γ záření je elektromagnetické záření, takže má schopnost pronikat do tkání a dostat se do rakovinných buněk, což umožňuje jejich eradikaci.
Rakovinné buňky jsou buňky, které se dělí vysokou rychlostí, což je činí náchylnějšími k ionizujícímu záření, které zasahuje jejich jádro, a poškozuje genetický materiál..
The 60Co, stejně jako jiné radioizotopy, se používá při sterilizaci materiálů používaných v lékařské praxi..
Stejně tak se kobalt používá při výrobě ortopedických implantátů spolu s titanem a nerezovou ocelí. Většina náhrad kyčelního kloubu používá stehenní stonky kobalt-chrom..
Kobalt se používá ke zlepšení výkonu dobíjecích baterií a hraje užitečnou roli v hybridních vozidlech..
Kobalt se používá k zajištění dobrého povrchu kovových povrchů, které je chrání před oxidací. Síran kobaltnatý, CoSO4, například je to v tomto ohledu hlavní sloučenina kobaltu.
Chlorid kobaltnatý, CoCldva.6HdvaNebo se používá jako indikátor vlhkosti v exsikátorech. Je to růžová pevná látka, která se po hydrataci mění na modrou.
Kobalt je součástí aktivního místa vitaminu B.12 (kyanokobalamin) podílející se na zrání erytrocytů. Jeho absence způsobuje anémii charakterizovanou výskytem velkých erytrocytů známých jako megaloblasty v krevním oběhu.
Kobalt je široce distribuován po celé zemské kůře; i když je jeho koncentrace velmi nízká, odhaduje se, že představuje 25 ppm zemské kůry. Mezitím ve sluneční soustavě jako celku je její relativní koncentrace 4 ppm..
Nachází se v malém množství v komplexech nikl-železo, je původem ze Země a meteoritů. Podobně se vyskytuje v kombinaci s dalšími prvky v jezerech, řekách, mořích, rostlinách a zvířatech..
Kromě toho je základním prvkem výživy přežvýkavců a je obsažen ve vitaminu B.12, nezbytné pro zrání erytrocytů. Kobalt není obvykle izolován v přírodě, ale nachází se v různých minerálech v kombinaci s jinými prvky.
Mezi kobaltové minerály patří: kobaltit v kombinaci s arsenem a sírou; erythrit, vyrobený z arsenu a hydratovaného kobaltu; glaucodot tvořený kobaltem, železem, arzenem a sírou; a skutterudit tvořený kobaltem, niklem a arzenem.
Kromě toho lze zaznamenat následující další kobaltové minerály: linnaelit, smalt a heterogenit. Kobalt je v minerálech doprovázen hlavně niklem, arzenem a železem.
Kobalt se většinou neextrahuje z rud, které ho obsahují, ale je vedlejším produktem při těžbě niklu, železa, arsenu, mědi, manganu a stříbra. K extrakci a izolaci kobaltu z těchto minerálů je zapotřebí složitý proces.
Zatím žádné komentáře