Le cobalt est un métal dont le symbole est Co., a le numéro atomique 27 et une masse atomique approximative de 59 a.mu.u (unités de masse atomique). C'est en quatrième période et en famille 9 donne Tableau Périodique. Cet élément a été isolé pour la première fois sous forme de métal pur par le chimiste suédois Georg Brandt, en 1735, à partir de minerai d'émail.
On estime que l'humanité utilise du cobalt depuis environ cinq mille ans basé sur l'analyse de la céramique égyptienne et du verre persan. De nos jours, les sels de cobalt sont encore utilisés dans la fabrication de pigments pour céramiques, tandis que leur forme métallique est explorée dans l'industrie métallurgique pour la production de types d'acier. Les oxydes de cobalt peuvent être utilisés comme catalyseurs dans l'industrie chimique.
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Résumé du cobalt
C'est un métal blanc grisâtre.
Il a le numéro atomique 27 et la masse atomique de 59 a.m.u.
Il peut se produire dans les états d'oxydation +2 et +3.
Il a été isolé par le chimiste suédois Georg Brandt en 1735.
Largement utilisé pour créer des encres et des pigments.
Il est présent dans plusieurs les alliages de métaux.
Il est présent dans la vitamine B12.
Propriétés du cobalt
symbole: Co
Classification: métal de transition extérieur
Pâtesatomique: 59 u.m.a.
Nombreatomique: 27
électronégativité: 1,88
isotopes: 59Co (naturel) et 60Co (synthétique)
PointdansLa fusion: 1495 °C
Pointdansébullition: ~2900°C
configuration électronique: [Air] 4s2 3d7
Densité: 8900 kg/m³
Caractéristiques du cobalt
Le cobalt est un métal blanc grisâtre avec propriétés magnétiques et physiques similaires à le fer et à nickel. Il peut se produire dans les états d'oxydation +2 et +3, mais dans la plupart des cas, il se produit dans l'état d'oxydation +2.
le cobalt est stable à l'air et inerte et ne réagit pas avec L'eau, mais peut être attaqué par acides.
C'est un élément relativement rare, présent dans la gamme de 0,001 % à 0,002 % de la croûte terrestre, étant considéré comme le 30e élément le plus abondant de la croûte. Il est naturellement présent dans plus de 200 minéraux, tels que l'esmaltite et la cobaltite, mais on le trouve presque toujours en combinaison avec d'autres éléments.
histoire du cobalt
minerais de cobalt déjà ont été utilisés par les humains depuis environ cinq mille ans. Ils ont été trouvés dans des artefacts de poterie égyptienne, du verre persan et du verre et de la porcelaine chinois des dynasties Tang (618-907) et Ming (1368-1644).
Le nom cobalt dérive du terme mythologique allemand kobold, un esprit qui pourrait se matérialiser sous la forme d'animaux ou de lutins. Il serait joueur, de mauvaise humeur ou méchant. Un type de kobold il était célèbre pour hanter les lieux souterrains comme les mines.
le cobalt se produit presque toujours dans les minéraux associés à d'autres. métaux, comme le cuivre. Ainsi, les minerais de cobalt, jusqu'alors inconnus, a commencé à être utilisé dans la fabrication du verre. Lorsqu'ils sont traités avec des acides, cela leur a donné une couleur bleuâtre, ce que les minerais de cuivre connus ont également fait.
Cependant, lorsqu'il est ajouté au verre, ce minerai a également garantissait une couleur bleuâtre, ce que les minerais de cuivre ne faisaient pas. Comme un tel comportement était associé à quelque chose de nouveau et de mystérieux, le chimiste suédois Georg Brandt l'a appelé cobalt, d'après le nom kobold. Aujourd'hui, ce minéral a déjà été déterminé et appelé esmaltite.
C'est Brandt qui, en 1735, réussit à isoler le cobalt métallique d'émail, c'est ainsi qu'on lui attribue la découverte du cobalt.
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Applications de cobalt
À industries de la peinture et de la céramique ils consomment encore beaucoup de cobalt. Les industries céramiques l'utilisent principalement pour la production de pigment blanc, mais l'industrie de la peinture l'utilise toujours pour fabriquer le pigment bleu traditionnel.
De plus, le cobalt est largement utilisé dans production d'acier allié magnétique, comme alnico (acronyme de sa composition principale, aluminium, nickel et cobalt, en plus du fer), ainsi que dans l'industrie chimique comme catalyseur de réactions organiques. Il est également important en médecine, car il est utilisé dans le traitement du cancer en radiothérapie, puisque l'isotope du cobalt-60 émet des rayonnements ionisants (rayons γ) capables de détruire certains cellules et entraver sa croissance.
Ce métal a également été utilisé dans production de batteries pour appareils rechargeables, car il augmente le temps de charge et rend le produit plus sûr et plus stable, en réduisant leur gonflement et le risque d'explosion. Le cobalt devrait également remplacer le platine pour la fabrication de hydrogène carburant à partir de l'eau, rendant le processus moins cher.
le cobalt est présent dans la constitution de la vitamine B12 sous forme de ions Co3+, et il peut être obtenu par des régimes. Bien qu'il n'y ait pas de recommandations officielles sur l'ingestion de cobalt, il existe des recommandations pour l'ingestion de cobalt. Vitamine, car il participe à d'importants processus biochimiques, tels que la synthèse de acides aminés et acides nucléiques, en plus de la formation d'érythrocytes.
La vitamine B12 est également importante pour le traitement de certains cas de anémie. Comme il ne se trouve naturellement que dans la viande et les produits d'origine animale, les végétariens ou les végétaliens devraient se préoccuper de sa supplémentation.
Obtention du cobalt
L'obtention de cobalt à partir de ses sources minérales dépend de la minéralogie et de la teneur en ce métal du minerai.
Lorsque le cobalt est présent dans les minerais de latérite, qui sont formés par le processus de érosion chimique de latérisation, des méthodes pyrométallurgiques (dans lesquelles des températures élevées sont utilisées) et hydrométallurgiques sont utilisées. Dans ce dernier cas, le minerai est dissous dans des solutions d'ammoniaque ou acide sulfurique puis précipité sous forme de carbonate. tel carbonates, maintenant avec une teneur en cobalt plus élevée, sont ensuite redissous de sorte que le cobalt métallique soit obtenu par des méthodes électrochimiques.
Quand on parle de minerais de cobalt sulfuré, c'est-à-dire qui contiennent soufre dans la constitution, le procédé métallurgique utilisé pour récupérer le cobalt implique également dissolution du minerai dans des solutions acides (dans acide hydrochlorique ou acide sulfurique) et basique (ammoniac).
Un procédé bien connu industriellement pour traiter ces minerais est le Sherritt-Gordon, dans lequel les minerais sulfurés de nickel et de cobalt sont dissous dans une solution d'ammoniac à haute température et pression, avec la récupération ultérieure du cobalt par réduction de gaz hydrogène.
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Précautions avec le cobalt
Lorsque nous sommes exposés à des niveaux aigus de cobalt dans l'air, que ce soit au moyen du métal pur pulvérisé, ou par de la poussière de sel et des oxydes de cobalt, on peut avoir le développement de problèmes respiratoires, comme une diminution de la ventilation, en plus de la congestion, de l'œdème et des hémorragies pulmonaires. Il est également possible d'observer une inflammation du nasopharynx, en plus des effets allergiques tels que la rhinite allergique et la dermatite atopique (dans ce cas, lorsque l'exposition se fait par la peau).
déjà le L'ingestion de cobalt peut provoquer des effets gastro-intestinaux, comme les nausées, les vomissements et la diarrhée, en plus des dommages au foie et de la dermatite allergique.
Le Centre international de recherche sur le cancer classe le cobalt et ses composés comme cancérogènes possibles pour l'homme (Groupe 2B), après tout, des études animales ont montré que le cobalt provoque cancer lorsqu'il est placé directement sur le muscle et la peau.
Pour en revenir au besoin d'apport en vitamine B12, l'absence ou la carence de cette vitamine dans notre organisme peut provoquer une anémie pernicieuse, qui provoque une faiblesse, de la diarrhée, de la fatigue, une jaunisse et d'autres. symptômes.
Exercices résolus sur le cobalt
Question 1 - (UFSM) Cobalt-60, 27Co60, utilisé en radiothérapie, dans le traitement du cancer, réagit en émettant une particule, et se transforme ainsi en :
LES) 27Co61
B) 27Co59
Ç) 28Ni60
RÉ) 28Ni64
ET) 25Mn56
Résolution
Variante C
Émettre une particule β signifie simplement qu'elle sera libérée par l'élément dans le cadre d'un processus radioactif. La particule est un électron qui résulte de la désintégration d'un neutron du noyau et, par conséquent, a une masse négligeable (c'est-à-dire 0) et une charge -1. L'équation pour représenter le processus est :
27Co60 → -1β0 + ZXLES
Où Z est le numéro atomique de l'élément nouvellement formé et A est le nombre de masse du nouvel élément formé dans ce processus.
Comme dans un processus radioactif, nous devons maintenir à la fois la charge et la masse, pour résoudre ce problème, nous créons le système :
60 = 0 + A
27 = -1 + Z
Ainsi, A = 60 et Z = 28. Sur ce, nous concluons que nous avons affaire à la 28Ni60, lettre C.
Question 2 - (Enem) Pour s'assurer que les produits électroniques sont correctement stockés avant la vente, certaines entreprises utilisent des cartes indicatrices d'humidité sur l'emballage de ces produits. Certaines de ces cartes contiennent un sel de cobalt qui change de couleur en présence d'eau, selon l'équation chimique :
CoCl2 (s) + 6H2O (g) ⇋ CoCl2.6H2O(s) H < 0
(bleu rose)
Comment procéderiez-vous pour réutiliser, dans un court laps de temps, une carte déjà colorée en rose ?
A) Refroidir au congélateur.
B) Pulvériser avec de l'eau pulvérisée.
C) Envelopper de papier d'aluminium.
D) Chauffage avec sèche-cheveux.
E) Enveloppez dans une serviette en papier.
Résolution
Variante D
pour être un équilibre chimique, nous devons comprendre qu'il y a à la fois une réaction dans le sens direct, dans laquelle le sel de cobalt bleu est le produit, et dans le sens inverse, dans lequel le sel de cobalt rose se forme à nouveau.
Lorsque la notation CoCl apparaît2.6H2O pour un sel, cela signifie qu'il a 6 moles de molécules d'eau pour chaque mole de sel dans sa structure, c'est-à-dire qu'il est hydraté (dans ce cas, hexahydraté). Si l'objectif est de réutiliser une carte qui est colorée en rose, il faut comprendre qu'elle doit changer sa couleur en bleu lorsqu'elle n'est pas mouillée mais anhydre (pas d'eau).
Pour retrouver la couleur bleue, la balance chimique doit se déplacer vers la gauche, vers la consommation de CoCl2.6H2La et la formation de CoCl2.
Comme la réaction dans le sens direct, de formation de CoCl2.6H2O, est exothermique (regardez le changement d'enthalpie négative à côté de la réaction), la réaction dans le sens inverse est endothermique. Les réactions endothermiques sont favorisées par rapport aux réactions exothermiques lors de l'augmentation de la température, car, dans ces cas, l'augmentation de la température s'accompagne d'une augmentation de la quantité de chaleur disponible.
comment, par Pdébut du Chatelier, la réaction chimique cherche toujours à réduire l'effet d'une action extérieure pour rétablir l'équilibre, une augmentation de la quantité de chaleur disponible doit être absorbée par la réaction. Le seul sens qui peut absorber la chaleur disponible est endothermique (car endothermique signifie absorption de chaleur).
Donc, pour que la balance aille du côté gauche (réaction inverse), il faut utiliser un sèche-cheveux, ce qui augmente la température, lettre D.
Le refroidissement dans un congélateur a l'effet inverse d'un sèche-cheveux, et la pulvérisation d'eau pulvérisée déplace également l'équilibre du côté indésirable, car elle augmente la concentration d'eau au milieu.
L'emballage avec du papier d'aluminium ou du papier n'apporte aucun changement nécessaire à cet égard.
Par Stéfano Araújo Novais
Professeur de chimie