Κοβάλτιο (Co): ιδιότητες, χαρακτηριστικά, χρήσεις

protection click fraud

Το κοβάλτιο είναι ένα μέταλλο του οποίου το σύμβολο είναι Co., έχει ατομικό αριθμό 27 και κατά προσέγγιση ατομική μάζα 59 a.mu.u (μονάδες ατομικής μάζας). Είναι στην τέταρτη περίοδο και στην οικογένεια 9 δίνει Τραπέζι Περιοδικός. Αυτό το στοιχείο απομονώθηκε για πρώτη φορά ως καθαρό μέταλλο από τον Σουηδό χημικό Georg Brandt, το έτος 1735, με βάση το μετάλλευμα σμάλτου.

Υπολογίζεται ότι η ανθρωπότητα χρησιμοποιεί κοβάλτιο για περίπου πέντε χιλιάδες χρόνια με βάση την ανάλυση των αιγυπτιακών κεραμικών και του περσικού γυαλιού. Σήμερα, τα άλατα κοβαλτίου χρησιμοποιούνται ακόμη στην κατασκευή χρωστικών για κεραμικά, ενώ η μεταλλική τους μορφή διερευνάται στη μεταλλουργική βιομηχανία για την παραγωγή τύπων χάλυβα. Τα οξείδια κοβαλτίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καταλύτες στη χημική βιομηχανία.

Διαβάστε επίσης: Νιόβιο - μέταλλο με διάφορες βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές

Περίληψη κοβαλτίου

  • Είναι ένα γκριζωπό λευκό μέταλλο.

  • Έχει ατομικό αριθμό 27 και ατομική μάζα 59 π.μ.

  • Μπορεί να συμβεί στις καταστάσεις οξείδωσης +2 και +3.

  • instagram story viewer
  • Απομονώθηκε από τον Σουηδό χημικό Georg Brandt το 1735.

  • Χρησιμοποιείται ευρέως για τη δημιουργία μελανιών και χρωστικών.

  • Είναι παρόν σε πολλά μεταλλικά κράματα.

  • Είναι παρόν στη βιταμίνη Β12.

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)

Ιδιότητες κοβαλτίου

  • Σύμβολο: Κο

  • Ταξινόμηση: εξωτερικό μέταλλο μετάβασης

  • Ζυμαρικάατομικός: 59 π.μ.

  • Αριθμόςατομικός: 27

  • ηλεκτροαρνητικότητα: 1,88

  • ισότοπα: 59Co (φυσικό) και 60Συν (συνθετικό)

  • ΣημείοσεΣύντηξη: 1495 ° C

  • Σημείοσεβρασμός: ~ 2900 ° C

  • ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Air] 4s27

  • Πυκνότητα: 8900 kg / m³

Χαρακτηριστικά κοβαλτίου

Το κοβάλτιο είναι ένα γκριζωπό λευκό μέταλλο με μαγνητικές και φυσικές ιδιότητες παρόμοιες με σίδερο και στο νικέλιο. Μπορεί να συμβεί στις καταστάσεις οξείδωσης +2 και +3, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις εμφανίζεται στην κατάσταση οξείδωσης +2.

το κοβάλτιο είναι σταθερό στον αέρα και αδρανές και δεν αντιδρά με Νερό, αλλά μπορεί να επιτεθεί από οξέα.

Είναι ένα σχετικά σπάνιο στοιχείο, που κυμαίνεται από 0,001% έως 0,002% του φλοιού της γης, που θεωρείται 30ο πιο άφθονο στοιχείο του φλοιού. Εμφανίζεται φυσικά σε περισσότερα από 200 μέταλλα, όπως ο εσμαλτίτης και ο κοβαλτίτης, αλλά σχεδόν πάντα βρίσκεται σε συνδυασμό με άλλα στοιχεία.

ιστορία κοβαλτίου

μεταλλεύματα κοβαλτίου ήδη έχουν χρησιμοποιηθεί από ανθρώπους για περίπου πέντε χιλιάδες χρόνια. Βρέθηκαν σε αιγυπτιακά αντικείμενα κεραμικής, περσικό γυαλί και κινεζικό γυαλί και πορσελάνη από τις δυναστείες Tang (618-907) και Ming (1368-1644).

Φωτογραφία με δύο λευκά κινεζικά αγγεία με μπλε σχέδια βασισμένα σε κοβάλτιο.
Κινεζική κεραμική από τη δυναστεία των Μινγκ. Οι αποχρώσεις του μπλε αποτελούνται από κοβάλτιο.

Το όνομα κοβάλτιο προέρχεται από τον γερμανικό μυθολογικό όρο Κόμπολντ, ένα πνεύμα που θα μπορούσε να υλοποιηθεί με τη μορφή ζώων ή goblin. Θα ήταν παιχνιδιάρικος, ευμετάβλητος ή κακός. Ένας τύπος Κόμπολντ ήταν διάσημο για το στοιχειωμένο υπόγειο μέρος όπως ορυχεία.

το κοβάλτιο εμφανίζεται σχεδόν πάντα σε ορυκτά που σχετίζονται με άλλα. μέταλλα, σαν το χαλκός. Έτσι, μεταλλεύματα κοβαλτίου, μέχρι σήμερα άγνωστα, άρχισε να χρησιμοποιείται στην κατασκευή γυαλιού. Όταν αντιμετωπίστηκαν με οξέα, αυτό τους έδωσε ένα μπλε χρώμα, κάτι που έκανε και τα γνωστά μεταλλεύματα χαλκού.

Ωστόσο, όταν προστίθεται σε γυαλί, αυτό το μετάλλευμα επίσης εγγυάται ένα μπλε χρώμα, κάτι που δεν έκαναν τα μεταλλεύματα χαλκού. Καθώς μια τέτοια συμπεριφορά συνδέθηκε με κάτι νέο και μυστηριώδες, ο Σουηδός χημικός Georg Brandt το ονόμασε κοβάλτιο, με βάση το όνομα Κόμπολντ. Σήμερα, αυτό το ορυκτό έχει ήδη προσδιοριστεί και ονομάζεται εσμαλίτης.

Ήταν ο Brandt που το 1735 κατάφερε να απομονώσει το μεταλλικό κοβάλτιο του σμάλτου, και έτσι η ανακάλυψη του κοβαλτίου πιστώνεται σε αυτόν.

Διαβάστε επίσης: Ποια είναι τα ονόματα των νέων χημικών στοιχείων;

Εφαρμογές κοβαλτίου

Στο βιομηχανίες βαφής και κεραμικών εξακολουθούν να καταναλώνουν κοβάλτιο σε μεγάλο βαθμό. Οι βιομηχανίες κεραμικών το χρησιμοποιούν κυρίως για την παραγωγή λευκής χρωστικής, αλλά η βιομηχανία χρωμάτων το χρησιμοποιεί ακόμα για να κατασκευάσει την παραδοσιακή μπλε χρωστική ουσία.

Επιπλέον, το κοβάλτιο χρησιμοποιείται ευρέως στο παραγωγή μαγνητικού κράματος χάλυβα, όπως το alnico (αρκτικόλεξο για την κύρια σύνθεσή του, αλουμίνιο, νικέλιο και κοβάλτιο, εκτός από το σίδηρο), καθώς και στη χημική βιομηχανία όπως καταλύτης του οργανικές αντιδράσεις. Είναι επίσης σημαντικό στην ιατρική, όπως είναι χρησιμοποιείται στη θεραπεία του καρκίνου στην ακτινοθεραπεία, καθώς το ισότοπο κοβαλτίου-60 εκπέμπει ιονίζουσα ακτινοβολία (ακτίνες γ) ικανή να καταστρέψει ορισμένα κύτταρα και εμποδίζει την ανάπτυξή του.

Αυτό το μέταλλο έχει επίσης χρησιμοποιηθεί στο παραγωγή μπαταριών για επαναφορτιζόμενες συσκευές, καθώς αυξάνει το χρόνο φόρτισης και καθιστά το προϊόν ασφαλέστερο και πιο σταθερό, μειώνοντας το πρήξιμο και τον κίνδυνο έκρηξης. Το κοβάλτιο αναμένεται επίσης να αντικαταστήσει το πλατίνα για την παραγωγή υδρογόνο καύσιμο από νερό, καθιστώντας τη διαδικασία φθηνότερη.

το κοβάλτιο είναι παρούσα στη σύσταση της βιταμίνης Β12 με τη μορφή ιόντα Συνεργάτης3+, και μπορεί να ληφθεί μέσω δίαιτας. Αν και δεν υπάρχουν επίσημες συστάσεις για την κατάποση κοβαλτίου, υπάρχουν συστάσεις για κατάποση κοβαλτίου. Βιταμίνη, δεδομένου ότι συμμετέχει σε σημαντικές βιοχημικές διεργασίες, όπως η σύνθεση του αμινοξέα και νουκλεϊκά οξέα, εκτός από το σχηματισμό ερυθροκυττάρων.

Η βιταμίνη Β12 είναι επίσης σημαντική για τη θεραπεία ορισμένων περιπτώσεων αναιμία. Δεδομένου ότι απαντάται μόνο σε κρέας και ζωικά προϊόντα, οι χορτοφάγοι ή οι vegans πρέπει να ανησυχούν για τη συμπλήρωσή του.

Εικόνα που περιέχει ωμά τρόφιμα όπως βόειο κρέας, σολομό, μύδια, ψάρια, γαρίδες, τυριά και αυγά.
Τρόφιμα όπως κρέας, ψάρι, αυγά και ορισμένα γαλακτοκομικά προϊόντα είναι πλούσια σε βιταμίνη Β12.

Λήψη κοβαλτίου

Η απόκτηση κοβαλτίου από τις ανόργανες πηγές εξαρτάται από την ορυκτολογία και το περιεχόμενο αυτού του μετάλλου στο μετάλλευμα.

Πότε Το κοβάλτιο υπάρχει στα μεταλλεύματα λατερίτη, που σχηματίζονται από τη διαδικασία του καιρικές συνθήκες χημική ουσία του πλευροποίηση, πυρομεταλλουργικές (στις οποίες χρησιμοποιούνται υψηλές θερμοκρασίες) και υδρομεταλλουργικές μέθοδοι. Στην τελευταία περίπτωση, το μετάλλευμα είναι διαλυμένο σε διαλύματα αμμωνίας ή θειικό οξύ και στη συνέχεια καταβυθίστηκε με τη μορφή ανθρακικού. τέτοιος ανθρακικά άλατα, τώρα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε κοβάλτιο, στη συνέχεια επαναδιαλύονται έτσι ώστε το μεταλλικό κοβάλτιο να λαμβάνεται με ηλεκτροχημικές μεθόδους.

Κρύσταλλοι ερυθρίτη, Co3 (AsO4) 2.8H2O
Κρύσταλλοι ερυθρίτη, Co3(ASO4)2.8Η2Ο

Όταν μιλάμε για μεταλλεύματα σουλφιδίου κοβαλτίου, δηλαδή, περιέχουν θείο Στο σύνταγμα, η μεταλλουργική διαδικασία που χρησιμοποιείται για την ανάκτηση κοβαλτίου περιλαμβάνει επίσης διάλυση μεταλλεύματος σε όξινα διαλύματα (σε υδροχλωρικό οξύ ή θειικό οξύ) και βασικό (αμμωνία).

Μια γνωστή βιομηχανική διαδικασία για τη θεραπεία αυτών των μεταλλευμάτων είναι η Sherritt-Gordon, στην οποία τα θειώδη μεταλλεύματα νικελίου και κοβαλτίου διαλύονται σε διάλυμα αμμωνίας σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση, με την επακόλουθη ανάκτηση κοβαλτίου με μείωση αερίου υδρογόνο.

Δείτε επίσης: Βόριο - ημι-μέταλλο λίγο αντιδραστικό και ελαφρύ

Προφυλάξεις με κοβάλτιο

Όταν εκτίθενται σε οξέα επίπεδα κοβαλτίου στον αέρα, είτε μέσω του καθαρού μετάλλου κονιοποιημένου, είτε με σκόνη αλατιού και οξείδια κοβαλτίου, μπορούμε να έχουμε ανάπτυξη αναπνευστικών προβλημάτων, όπως μειωμένος αερισμός, εκτός από συμφόρηση, οίδημα και αιμορραγίες στον πνεύμονα. Είναι επίσης δυνατό να παρατηρηθεί φλεγμονή του ρινοφάρυγγα, εκτός από αλλεργικές επιδράσεις όπως αλλεργική ρινίτιδα και ατοπική δερματίτιδα (στην περίπτωση αυτή, όταν η έκθεση γίνεται μέσω του δέρματος).

ήδη το Η κατάποση κοβαλτίου μπορεί να προκαλέσει γαστρεντερικές επιδράσεις, όπως ναυτία, έμετος και διάρροια, εκτός από ηπατική βλάβη και αλλεργική δερματίτιδα.

Ο Διεθνής Οργανισμός Έρευνας για τον Καρκίνο ταξινομεί το κοβάλτιο και τις ενώσεις του ως πιθανές καρκινογόνες ουσίες για τον άνθρωπο (Ομάδα 2Β), μετά από όλα, μελέτες σε ζώα έχουν δείξει ότι αιτίες κοβαλτίου Καρκίνος όταν τοποθετείται απευθείας σε μυ και δέρμα.

Επιστρέφοντας στην ανάγκη για πρόσληψη βιταμίνης Β12, την απουσία ή ανεπάρκεια αυτής της βιταμίνης στο μας Ο οργανισμός μπορεί να προκαλέσει κακοήθη αναιμία, η οποία προκαλεί αδυναμία, διάρροια, κόπωση, ίκτερο και άλλα. συμπτώματα.

Οι ασκήσεις λύθηκαν σε κοβάλτιο

Ερώτηση 1 - (UFSM) Κοβάλτιο-60, 27Συνεργάτης60, χρησιμοποιείται στην ακτινοθεραπεία, στη θεραπεία του καρκίνου, αντιδρά εκπέμποντας ένα σωματίδιο β και μετατρέπεται έτσι σε:

Ο) 27Συνεργάτης61

ΣΙ) 27Συνεργάτης59

ΝΤΟ) 28Νι60

ΡΕ) 28Νι64

ΚΑΙ) 25Μη56

Ανάλυση

Εναλλακτική Γ

Η εκπομπή ενός σωματιδίου β σημαίνει απλώς ότι θα απελευθερωθεί από το στοιχείο σε μια ραδιενεργή διαδικασία. Το σωματίδιο β είναι ένα ηλεκτρόνιο που προκύπτει από τη διάσπαση ενός νετρονίου από τον πυρήνα και, επομένως, έχει αμελητέα μάζα (δηλ. 0) και φορτίο -1. Η εξίσωση για την αναπαράσταση της διαδικασίας είναι:

27Συνεργάτης60-1β0 + ΖΧΟ

Όπου το Ζ είναι ο ατομικός αριθμός του νεοσυσταθέντος στοιχείου και το Α είναι ο αριθμός μάζας του νέου στοιχείου που σχηματίζεται σε αυτήν τη διαδικασία.

Όπως σε μια ραδιενεργή διαδικασία πρέπει να διατηρήσουμε τόσο το φορτίο όσο και τη μάζα, για να το λύσουμε, φτιάχνουμε το σύστημα:

60 = 0 + Α

27 = -1 + Ζ

Έτσι, A = 60 και Z = 28. Με αυτό, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι αντιμετωπίζουμε το 28Νι60, γράμμα Γ.

Ερώτηση 2 - (Enem) Για να διασφαλιστεί ότι τα ηλεκτρονικά προϊόντα αποθηκεύονται σωστά πριν από την πώληση, ορισμένες εταιρείες χρησιμοποιούν κάρτες δείκτη υγρασίας στη συσκευασία αυτών των προϊόντων. Μερικές από αυτές τις κάρτες περιέχουν ένα άλας κοβαλτίου που αλλάζει χρώμα παρουσία νερού, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση:

CoCl2 (ες) + 6 Ω2O (g) ⇋ CoCl2.6Η2O (s) ΔΗ <0

(μπλε ροζ)

Πώς θα προλάβατε να επαναχρησιμοποιήσετε, σε σύντομο χρονικό διάστημα, μια κάρτα που είχε ήδη χρωματιστεί ροζ;

A) Ψύξτε στον καταψύκτη.

Β) Ψεκάστε με σπρέι νερού.

Γ) Τυλίξτε με αλουμινόχαρτο.

Δ) Θέρμανση με στεγνωτήρα μαλλιών.

Ε) Τυλίξτε σε χαρτοπετσέτα.

Ανάλυση

Εναλλακτική Δ

για να είσαι χημική ισορροπία, πρέπει να καταλάβουμε ότι υπάρχει και μια αντίδραση προς τα εμπρός, στην οποία το μπλε άλας κοβαλτίου είναι το προϊόν, και στην αντίστροφη κατεύθυνση, στην οποία το ροζ άλας κοβαλτίου σχηματίζεται ξανά.

Όταν εμφανίζεται η σημείωση CoCl2.6Η2Ο για ένα άλας, αυτό σημαίνει ότι έχει 6 γραμμομόρια μορίων νερού για κάθε γραμμομόριο άλατος στη δομή του, δηλαδή, είναι ενυδατωμένο (σε αυτήν την περίπτωση, εξαένυδρο). Εάν ο στόχος είναι η επαναχρησιμοποίηση μιας κάρτας με χρώμα ροζ, πρέπει να καταλάβουμε ότι θα πρέπει να αλλάξει το χρώμα της σε μπλε όταν δεν είναι υγρό αλλά άνυδρο (χωρίς νερό).

Για να ανακτήσει το μπλε χρώμα, η χημική ισορροπία πρέπει να μετακινηθεί προς τα αριστερά, προς την κατανάλωση CoCl2.6Η2Ο σχηματισμός του CoCl2.

Ως αντίδραση προς την εμπρόσθια κατεύθυνση, σχηματισμού CoCl2.6Η2O, είναι εξώθερμη (δείτε την αρνητική αλλαγή ενθαλπίας δίπλα στην αντίδραση), η αντίδραση στην αντίστροφη κατεύθυνση είναι ενδοθερμική. Οι ενδοθερμικές αντιδράσεις προτιμούνται έναντι των εξωθερμικών αντιδράσεων κατά την αύξηση της θερμοκρασία, επειδή, σε αυτές τις περιπτώσεις, η αύξηση της θερμοκρασίας έρχεται με αύξηση της ποσότητας θερμότητας διαθέσιμος.

πώς, από Παρχή του Le Chatelier, η χημική αντίδραση επιδιώκει πάντα να μειώσει την επίδραση μιας εξωτερικής δράσης για την αποκατάσταση της ισορροπίας, μια αύξηση της ποσότητας της διαθέσιμης θερμότητας πρέπει να απορροφηθεί από την αντίδραση. Η μόνη αίσθηση που μπορεί να απορροφήσει τη διαθέσιμη θερμότητα είναι η ενδοθερμική (επειδή η ενδοθερμική σημαίνει απορρόφηση θερμότητας).

Έτσι, για να πάει η ισορροπία στην αριστερή πλευρά (αντίστροφη αντίδραση), πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ένα στεγνωτήρα μαλλιών, το οποίο αυξάνει τη θερμοκρασία, γράμμα D.

Η ψύξη σε έναν καταψύκτη έχει το αντίθετο αποτέλεσμα ενός στεγνωτήρα μαλλιών και ο ψεκασμός με ψεκασμό νερού αλλάζει επίσης την ισορροπία στην ανεπιθύμητη πλευρά, καθώς αυξάνει τη συγκέντρωση νερού στη μέση.

Το τύλιγμα με αλουμινόχαρτο ή χαρτί δεν κάνει καμία απαραίτητη αλλαγή από την άποψη αυτή.
Από τον Stéfano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας

Teachs.ru

Sport Club Youth. Ιστορία της ομάδας νεολαίας Gaucho

Το Esporte Clube Juventude είναι μια ομάδα από το Rio Grande do Sul, ιδιαίτερα από την πόλη Caxia...

read more

Βιομάζα. Χρήση βιομάζας και πλεονεκτήματα

Η αναζήτηση αποτελεσματικών εναλλακτικών λύσεων για την παραγωγή και τη διανομή ενέργειας αποτελε...

read more

Κυτταρώδης αιθανόλη. Παραγωγή κυτταρινικής αιθανόλης

Η διαφοροποίηση στην παραγωγή καυσίμων είναι ένας εξαιρετικά σημαντικός παράγοντας, όπως οι πηγές...

read more
instagram viewer