Kobalt (Co): Eigenschaften, Eigenschaften, Verwendungen

Kobalt ist ein Metall, dessen Symbol Co ist., hat die Ordnungszahl 27 und eine ungefähre Atommasse von 59 amu (atomaren Masseneinheiten). Es ist in der vierten Periode und Familie 9 gibt Tabelle Periodisch. Dieses Element wurde erstmals 1735 vom schwedischen Chemiker Georg Brandt als reines Metall auf Basis von Emailerz isoliert.

Es wird geschätzt, dass die Menschheit Kobalt seit etwa fünftausend Jahren verwendet basierend auf der Analyse von ägyptischer Keramik und persischem Glas. Kobaltsalze werden heute noch zur Herstellung von Pigmenten für Keramiken verwendet, während ihre metallische Form in der metallurgischen Industrie zur Herstellung von Stahlsorten erforscht wird. Kobaltoxide können als Katalysatoren in der chemischen Industrie verwendet werden.

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Kobalt-Zusammenfassung

• Es ist ein grauweißes Metall.

• Es hat die Ordnungszahl 27 und die Atommasse 59 a.m.u.

• Es kann in den Oxidationsstufen +2 und +3 auftreten.

• Es wurde 1735 vom schwedischen Chemiker Georg Brandt isoliert.

• Weit verbreitet zur Herstellung von Tinten und Pigmenten.

• Es ist in mehreren vorhanden Metall-Legierungen.

• Es ist in Vitamin B12 enthalten.

Kobalt-Eigenschaften

• Symbol: Co

• Einstufung: äußeres Übergangsmetall

• Pastaatomar: 59 Uhr

• Nummeratomar: 27

• Elektronegativität: 1,88

• Isotope: ⁵⁹Co (natürlich) und ⁶⁰Co (synthetisch)

• PunktimVerschmelzung: 1495 °C

• PunktimSieden: ~2900°C

• elektronische Konfiguration: [Luft] 4s² 3d⁷

• Dichte: 8900 kg/m³

Kobalt-Eigenschaften

Kobalt ist ein grauweißes Metall mit magnetische und physikalische Eigenschaften ähnlich wie Eisen und zu Nickel. Es kann in den Oxidationsstufen +2 und +3 auftreten, aber in den meisten Fällen tritt es in der Oxidationsstufe +2 auf.

Kobalt ist luftstabil und inert und reagiert nicht mit Wasser, kann aber angegriffen werden von Säuren.

Es ist ein relativ seltenes Element, das im Bereich von 0,001% bis 0,002% der Erdkruste vorkommt und als das 30. häufigstes Element der Kruste. Es kommt natürlicherweise in über 200 Mineralien vor, wie Esmaltit und Kobaltit, aber es kommt fast immer in Kombination mit anderen Elementen vor.

Kobalt-Geschichte

Kobalterze schon werden seit etwa fünftausend Jahren von Menschen verwendet. Sie wurden in ägyptischen Keramikartefakten, persischem Glas und chinesischem Glas und Porzellan aus den Dynastien Tang (618-907) und Ming (1368-1644) gefunden.

Chinesische Keramik aus der Ming-Dynastie. Die Blautöne bestehen aus Kobalt.

Der Name Kobalt leitet sich vom deutschen mythologischen Begriff ab kobold, ein Geist, der sich in Form von Tieren oder Kobolden materialisieren könnte. Er wäre verspielt, launisch oder gemein. Eine Art von kobold Es war berühmt für seine eindringlichen unterirdischen Orte wie Minen.

das Kobalt kommt fast immer in Mineralien vor, die mit anderen assoziiert sind. Metalle, wie Kupfer. So sind bisher unbekannte Kobalterze begann in der Glasherstellung verwendet zu werden. Bei der Behandlung mit Säuren erhielten sie eine bläuliche Farbe, was auch bekannte Kupfererze taten.

Wenn es jedoch zu Glas hinzugefügt wird, wird dieses Erz auch garantiert eine bläuliche Farbe, was Kupfererze nicht taten. Da ein solches Verhalten mit etwas Neuem und Geheimnisvollem in Verbindung gebracht wurde, nannte es der schwedische Chemiker Georg Brandt Brand Kobalt, basierend auf dem Namen kobold. Heute wurde dieses Mineral bereits bestimmt und Esmaltit genannt.

Brandt gelang es 1735, metallisches Kobalt zu isolieren aus Emaille, und so wird ihm die Entdeckung des Kobalts zugeschrieben.

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Kobaltanwendungen

Beim Farben- und Keramikindustrie sie verbrauchen immer noch viel Kobalt. Die Keramikindustrie verwendet es hauptsächlich zur Herstellung von Weißpigmenten, aber die Farbenindustrie verwendet es immer noch zur Herstellung des traditionellen Blaupigments.

Darüber hinaus wird Kobalt häufig in Herstellung von magnetischem legiertem Stahl, wie alnico (Akronym für seine Hauptzusammensetzung, Aluminium, Nickel und Kobalt, neben Eisen) sowie in der chemischen Industrie wie Katalysator von organische Reaktionen. Es ist auch in der Medizin wichtig, wie es ist zur Behandlung von Krebs in der Strahlentherapie eingesetzt, da das Kobalt-60-Isotop ionisierende Strahlung (γ-Strahlen) aussendet, die in der Lage ist, bestimmte Zellen und hemmen ihr Wachstum.

Dieses Metall wurde auch verwendet in Produktion von Batterien für wiederaufladbare Geräte, da es die Ladezeit verlängert und das Produkt sicherer und stabiler macht, indem es das Quellen und die Explosionsgefahr verringert. Kobalt soll auch die. ersetzen Platin zur Herstellung von Wasserstoff Kraftstoff aus Wasser, was den Prozess billiger macht.

das Kobalt ist in der Konstitution von Vitamin B12 in Form von Ionen Co³⁺, und es kann durch Diäten erhalten werden. Obwohl es keine offiziellen Empfehlungen zur Kobaltaufnahme gibt, gibt es Empfehlungen zur Kobaltaufnahme. Vitamin, da es an wichtigen biochemischen Prozessen wie der Synthese von Aminosäuren und Nukleinsäuren, zusätzlich zur Bildung von Erythrozyten.

Vitamin B12 ist auch wichtig für die Behandlung einiger Fälle von Anämie. Da es nur natürlich in Fleisch und tierischen Produkten vorkommt, sollten Vegetarier oder Veganer über seine Ergänzung besorgt sein.

Lebensmittel wie Fleisch, Fisch, Eier und einige Milchprodukte sind reich an Vitamin B12.

Gewinnung von Kobalt

Die Gewinnung von Kobalt aus seinen Mineralquellen hängt von der Mineralogie und dem Gehalt dieses Metalls im Erz ab.

Wann Kobalt kommt in Lateriterzen vor, die durch den Prozess von. gebildet werden Verwitterung chemisch von Laterisierung, pyrometallurgische (bei denen hohe Temperaturen verwendet werden) und hydrometallurgische Verfahren verwendet werden. Im letzteren Fall ist das Erz gelöst in Ammoniaklösungen oder Schwefelsäure und dann in Form von Carbonat ausgefällt. eine solche Karbonate, nun mit höherem Kobaltgehalt, werden anschließend wieder aufgelöst, so dass das metallische Kobalt durch elektrochemische Verfahren gewonnen wird.

Erythritkristalle, Co₃(ASO₄)₂.8H₂Ö

Wenn wir darüber sprechen Sulfid-Kobalt-Erze, das heißt, die enthalten Schwefel in der Konstitution beinhaltet das metallurgische Verfahren zur Gewinnung von Kobalt auch Auflösung von Erzen in sauren Lösungen (im Salzsäure oder Schwefelsäure) und einfach (Ammoniak).

Ein bekanntes Verfahren zur industriellen Aufbereitung dieser Erze ist der Sherritt-Gordon, bei dem Sulfiderze aus Nickel und Kobalt werden bei hoher Temperatur und hohem Druck in Ammoniaklösung gelöst, mit anschließender Rückgewinnung von Kobalt durch Gasreduktion Wasserstoff.

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Vorsichtsmaßnahmen mit Kobalt

Wenn wir akuten Kobaltwerten in der Luft ausgesetzt sind, sei es durch das reine pulverisierte Metall oder durch Salzstaub und Kobaltoxide, wir können die Entwicklung von Atemwegsproblemen, wie verminderte Ventilation, zusätzlich zu Stauungen, Ödemen und Blutungen in der Lunge. Neben allergischen Wirkungen wie allergischer Rhinitis und atopischer Dermatitis (in diesem Fall bei Exposition durch die Haut) kann auch eine Entzündung des Nasopharynx beobachtet werden.

schon die Die Einnahme von Kobalt kann gastrointestinale Auswirkungen haben, wie Übelkeit, Erbrechen und Durchfall, sowie Leberschäden und allergische Dermatitis.

Die Internationale Agentur für Krebsforschung stuft Kobalt und seine Verbindungen als mögliche Karzinogene für den Menschen ein (Gruppe 2B), schließlich haben Tierversuche gezeigt, dass Kobalt verursacht Krebs wenn direkt auf Muskel und Haut aufgetragen placed.

Zurück zur Notwendigkeit der Vitamin-B12-Zufuhr, dem Fehlen oder Mangel dieses Vitamins in unserem Organismus kann eine perniziöse Anämie verursachen, die Schwäche, Durchfall, Müdigkeit, Gelbsucht und andere verursacht. Symptome.

Übungen zu Kobalt gelöst

Frage 1 - (UFSM) Kobalt-60, ₂₇Co⁶⁰, verwendet in der Strahlentherapie, bei der Behandlung von Krebs, reagiert mit der Emission eines β-Partikels und wandelt sich somit in:

DAS) ₂₇Co⁶¹

B) ₂₇Co⁵⁹

) ₂₈Ni⁶⁰

D) ₂₈Ni⁶⁴

UND) ₂₅Mn⁵⁶

Auflösung

Alternative C

Die Emission eines β-Teilchens bedeutet einfach, dass es von dem Element in einem radioaktiven Prozess freigesetzt wird. Das β-Teilchen ist ein Elektron, das beim Zerfall eines Neutrons aus dem Kern entsteht und daher eine vernachlässigbare Masse (dh 0) und Ladung -1 hat. Die Gleichung zur Darstellung des Prozesses lautet:

₂₇Co⁶⁰ → _-1β⁰ + _ZX^DAS

Wobei Z die Ordnungszahl des neu gebildeten Elements ist und A die Massenzahl des bei diesem Prozess gebildeten neuen Elements ist.

Da wir in einem radioaktiven Prozess sowohl Ladung als auch Masse aufrechterhalten müssen, um dies zu lösen, machen wir das System:

60 = 0 + A

27 = -1 + Z

Also A = 60 und Z = 28. Damit schließen wir, dass wir es mit dem. zu tun haben ₂₈Ni⁶⁰, Buchstabe C.

Frage 2 - (Enem) Um sicherzustellen, dass elektronische Produkte vor dem Verkauf ordnungsgemäß gelagert werden, verwenden einige Unternehmen Feuchtigkeitsindikatorkarten auf der Verpackung dieser Produkte. Einige dieser Karten enthalten ein Kobaltsalz, das in Gegenwart von Wasser seine Farbe gemäß der chemischen Gleichung ändert:

CoCl₂ (s) + 6 H₂O (g) ⇋ CoCl₂.6H₂O(s) ΔH < 0

(Blau Rosa)

Wie würden Sie vorgehen, um eine bereits rosa gefärbte Karte in kurzer Zeit wiederzuverwenden?

A) Im Gefrierschrank abkühlen lassen.

B) Mit Wasserspray besprühen.

C) Mit Alufolie umwickeln.

D) Heizung mit Fön.

E) In Papierservietten einwickeln.

Auflösung

Alternative D

dafür, ein zu sein chemisches Gleichgewicht, müssen wir verstehen, dass es sowohl eine Reaktion in Vorwärtsrichtung gibt, bei der das blaue Kobaltsalz das Produkt ist, als auch in umgekehrter Richtung, bei der das rosa Kobaltsalz wieder gebildet wird.

Wenn die CoCl-Notation erscheint₂.6H₂O für ein Salz bedeutet, dass es 6 Mol Wassermoleküle pro Mol Salz in seiner Struktur hat, also hydratisiert ist (in diesem Fall Hexahydrat). Wenn das Ziel darin besteht, eine rosafarbene Karte wiederzuverwenden, müssen wir verstehen, dass sie ihre Farbe in Blau ändern sollte, wenn sie nicht nass, sondern wasserfrei (kein Wasser) ist.

Um die blaue Farbe wiederzuerlangen, muss sich das chemische Gleichgewicht nach links verschieben, hin zum Verbrauch von CoCl₂.6H₂Die und Bildung von CoCl₂.

Als Reaktion in Vorwärtsrichtung der Bildung von CoCl₂.6H₂O, ist exotherm (siehe negative Enthalpieänderung neben der Reaktion), die Reaktion in umgekehrter Richtung ist endotherm. Endotherme Reaktionen werden gegenüber exothermen Reaktionen bevorzugt, wenn die Temperatur, da in diesen Fällen die Temperaturerhöhung mit einer Zunahme der Wärmemenge einhergeht verfügbar.

wie, von PAnfang von Le Chatelierstrebt die chemische Reaktion immer danach, die Wirkung einer äußeren Einwirkung zu verringern, um das Gleichgewicht wiederherzustellen, muss eine Erhöhung der verfügbaren Wärmemenge durch die Reaktion aufgenommen werden. Der einzige Sinn, der die verfügbare Wärme aufnehmen kann, ist endotherm (weil endotherm bedeutet Wärmeaufnahme).

Damit das Gleichgewicht auf die linke Seite geht (Rückreaktion), müssen wir einen Fön verwenden, der die Temperatur erhöht, Buchstabe D.

Das Kühlen im Gefrierschrank hat den gegenteiligen Effekt eines Föns, und auch das Besprühen mit Wasserspray verschiebt das Gleichgewicht auf die unerwünschte Seite, da es die Wasserkonzentration in der Mitte erhöht.

Eine Umhüllung mit Alufolie oder Papier bringt diesbezüglich keinerlei notwendige Änderungen.
Von Stéfano Araújo Novais
Chemielehrer