A kobalt olyan fém, amelynek szimbóluma a Co.atomszáma 27, hozzávetőleges atomtömege 59 ug / at (atomtömeg-egység). A negyedik periódus és a család 9 ad asztal Időszakos. Ezt az elemet Georg Brandt svéd kémikus 1735-ben izolálta először tiszta fémként, zománcércre alapozva.
Becslések szerint az emberiség körülbelül ötezer éve használ kobaltot az egyiptomi kerámia és a perzsa üveg elemzése alapján. Manapság a kobalt-sókat még mindig használják a kerámia pigmentjeinek gyártásában, míg fémes formájukat a kohászati iparban vizsgálják meg acélfajták előállítására. A kobalt-oxidok katalizátorként használhatók a vegyiparban.
Olvassa el: Niobium - fém különféle ipari és kereskedelmi alkalmazások
Kobalt-összefoglalás
Szürkésfehér fém.
Atomszáma 27, atomtömege 59 óra reggel.
+2 és +3 oxidációs állapotban fordulhat elő.
Georg Brandt svéd vegyész izolálta 1735-ben.
Széles körben használják tinták és pigmentek létrehozására.
Többben van jelen fémötvözetek.
B12-vitaminban van jelen.
Kobalt tulajdonságai
Szimbólum: Co
Osztályozás: külső átmeneti fém
Tésztaatom: 59 u.m.a
Számatom: 27
elektronegativitás: 1,88
izotópok: 59Co (természetes) és 60Co (szintetikus)
Pontban benFúzióOlvadáspont: 1495 ° C
Pontban benforró: ~ 2900 ° C
elektronikus konfiguráció: [Levegő] 4s2 3d7
Sűrűség: 8900 kg / m³
Kobalt jellemzői
A kobalt szürkésfehér fém mágneses és fizikai tulajdonságai hasonlóak Vas és a nikkel. +2 és +3 oxidációs állapotban fordulhat elő, de a legtöbb esetben +2 oxidációs állapotban fordul elő.
kobalt az stabil a levegőben és inert, és nem reagál Víz, de megtámadható savak.
Ez egy viszonylag ritka elem, amely a földkéreg 0,001% és 0,002% közötti tartományban fordul elő. 30. leggyakoribb elem a kéreg. Természetesen több mint 200 ásványban fordul elő, mint például az esmaltit és a kobaltit, de szinte mindig más elemekkel együtt található meg.
kobalt története
kobaltércek már körülbelül ötezer éve használják az emberek. Megtalálták őket az egyiptomi kerámia műtárgyakban, perzsa üvegben, valamint a Tang (618-907) és a Ming (1368-1644) dinasztiákból származó kínai üvegekben és porcelánokban.
A kobalt elnevezés a német mitológiai kifejezésből származik kobold, olyan szellem, amely állatok vagy koboldok formájában megvalósulhat. Játékos, kedélytelen vagy gonosz lenne. Egy fajta kobold híres volt a földalatti helyek, mint a bányák kísértéséről.
a kobalt szinte mindig másokkal társult ásványi anyagokban fordul elő. fémek, mint a réz. Így az eddig ismeretlen kobaltércek üveggyártásban kezdték használni. Savakkal kezelve ez kékes színt adott nekik, valami ismert rézérc is.
Az üveghez adva azonban ez az érc is garantálta a kékes színt, amit a rézércek nem tettek meg. Mivel az ilyen viselkedés valami új és titokzatos dologhoz kapcsolódott, Georg Brandt svéd vegyész hívta kobalt, a név alapján kobold. Ma ezt az ásványt már meghatározták és esmaltitnak hívták.
Brandt volt az, akinek 1735-ben sikerült izolálnia a fém kobaltot zománcból, és ezért a kobalt felfedezése neki köszönhető.
Olvassa el: Mi a neve az új kémiai elemeknek?
Kobalt alkalmazások
Nál nél festék- és kerámiaipar továbbra is sokat fogyasztanak kobaltot. A kerámiaipar elsősorban fehér pigment előállítására használja, de a festékipar továbbra is a hagyományos kék pigment előállításához használja.
Ezenkívül a kobaltot széles körben használják a mágneses ötvözött acél gyártása, mint az alnico (fő összetételének rövidítése, alumínium, nikkel és kobalt, a vas mellett), valamint a vegyiparban, mint pl katalizátora szerves reakciók. Az orvostudományban is fontos, ahogy van a rák kezelésében alkalmazzák a sugárterápiában, mivel a kobalt-60 izotóp ionizáló sugárzást (γ sugarakat) bocsát ki, amelyek képesek elpusztítani bizonyos anyagokat sejtek és akadályozzák növekedését.
Ezt a fémet is használták akkumulátorok gyártása újratölthető eszközökhöz, mivel megnöveli a töltési időt, biztonságosabbá és stabilabbá teszi a terméket, csökkentve duzzadásukat és a robbanás kockázatát. Várhatóan a kobalt is felváltja a platina előállításához hidrogén üzemanyag vízből, ezzel olcsóbbá téve a folyamatot.
a kobalt az jelen van a B12-vitamin összetételében ionok Co3+, és diétákkal is megszerezhető. Bár nincs hivatalos ajánlás a kobalt lenyeléséről, vannak ajánlások a kobalt lenyelésére. Vitamin, mivel részt vesz olyan fontos biokémiai folyamatokban, mint például a aminosavak és nukleinsavak, az eritrociták képződése mellett.
A B12-vitamin szintén fontos a anémia. Mivel csak természetes módon található meg a húsban és az állati termékekben, a vegetáriánusoknak vagy a vegánoknak aggódniuk kell a kiegészítés miatt.
Kobalt megszerzése
A kobalt ásványi forrásaiból történő megszerzése függ az érc ásványi anyagától és tartalmától.
Mikor a kobalt lateritércekben van jelen, amelyek a folyamat során keletkeznek időjárás vegyi anyag lateralizáció, pirometallurgiai (amelyben magas hőmérsékletet alkalmaznak) és hidrometallurgiai módszereket alkalmaznak. Ez utóbbi esetben az érc az ammóniaoldatokban oldva vagy kénsav majd karbonát formájában kicsapódik. ilyen karbonátokA jelenleg nagyobb kobalttartalmú anyagokat ezután újra feloldjuk, így a fémkobaltot elektrokémiai módszerekkel nyerjük.
Amikor arról beszélünk szulfid kobaltércek, vagyis amelyek tartalmazzák kén az alkotmányban a kobalt visszanyerésére használt kohászati eljárás is magában foglalja érc oldása savas oldatokban (ban ben sósav vagy kénsav) és alapvető (ammónia).
Ezen ércek kezelésére jól ismert ipari eljárás a Sherritt-Gordon, amelyben nikkel- és kobalt-szulfidércek magas hőmérsékleten és nyomáson ammóniaoldatban oldjuk, majd a kobaltot gázredukcióval visszanyerjük hidrogén.
Lásd még: Bór - félfém kevés reaktív és könnyű
Óvintézkedések kobalttal
Amikor akut kobaltszintnek vagyunk kitéve a levegőben, akár a porított tiszta fém, akár a sópor és a kobalt-oxidok révén, megkaphatjuk légzési problémák kialakulása, például csökkent szellőzés, a torlódások, az ödéma és a tüdő vérzései mellett. Lehetséges megfigyelni a nasopharynx gyulladását az allergiás hatások mellett, mint például az allergiás nátha és az atópiás dermatitis (ebben az esetben, ha az expozíció a bőrön keresztül történik).
már a A kobalt lenyelése emésztőrendszeri hatásokat okozhat, például hányinger, hányás és hasmenés, a májkárosodás és az allergiás dermatitis mellett.
A Nemzetközi Rákkutató Ügynökség a kobaltot és vegyületeit az emberi karcinogén anyagok közé sorolja (2B csoport), elvégre állatkísérletek kimutatták, hogy kobalt okozza rák közvetlenül az izomra és a bőrre helyezve.
Visszatérve a B12-vitamin bevitelének szükségességére, a vitamin hiányára vagy hiányára A szervezet káros vérszegénységet okozhat, amely gyengeséget, hasmenést, fáradtságot, sárgaságot és másokat okoz. tünetek.
A kobalton megoldott gyakorlatok
1. kérdés - (UFSM) kobalt-60, 27Co60, amelyet a sugárterápiában, a rák kezelésében alkalmaznak, β részecske kibocsátásával reagál, és így átalakul:
A) 27Co61
B) 27Co59
Ç) 28Ni60
D) 28Ni64
ÉS) 25Mn56
Felbontás
C alternatíva
A β részecske kibocsátása egyszerűen azt jelenti, hogy az elem egy radioaktív folyamat során felszabadítja. A β részecske olyan elektron, amely a neutronnak a magból történő bomlásából származik, és ezért elhanyagolható tömegű (azaz 0) és -1 töltésű. A folyamat ábrázolásának egyenlete:
27Co60 → -1β0 + ZxA
Ahol Z az újonnan képződött elem atomszáma, A pedig az ebben a folyamatban képződött új elem tömegszáma.
Ahogy egy radioaktív folyamatban, a töltetet és a tömeget is meg kell tartanunk, ennek megoldására a rendszert is elkészítjük:
60 = 0 + A
27 = -1 + Z
Így A = 60 és Z = 28. Ezzel arra a következtetésre jutunk, hogy a 28Ni60, C. betű
2. kérdés - (Ellenség) Az elektronikus termékek megfelelő tárolásának biztosítása érdekében az értékesítés előtt néhány vállalat nedvességjelző kártyákat használ ezen termékek csomagolásán. Néhány ilyen kártya tartalmaz egy kobalt-sót, amely víz jelenlétében megváltoztatja a színét a kémiai egyenlet szerint:
CoCl2 (s) + 6H2O (g) ⇋ CoCl2.6H2O (s) ΔH <0
(kék rózsaszín)
Hogyan folytatná, ha rövid időn belül újból felhasználna egy már rózsaszínű kártyát?
A) Hűtjük a fagyasztóban.
B) Permetezzen vízpermettel.
C) Csavarja be alufóliával.
D) Fűtés hajszárítóval.
E) Csavarja be papírszalvétába.
Felbontás
D alternatíva
amiért a kémiai egyensúly, meg kell értenünk, hogy mind az elõre irányú reakció, amelyben a kék kobalt-só a termék, mind a fordított irányú, amelyben a rózsaszín kobalt-só ismét képzõdik.
Amikor megjelenik a CoCl jelölés2.6H2O egy só esetében ez azt jelenti, hogy szerkezetében minden mól sóhoz 6 mol vízmolekula tartozik, vagyis hidratált (ebben az esetben hexahidrát). Ha egy rózsaszínű kártya újrafelhasználása a cél, meg kell értenünk, hogy akkor kell megváltoztatnia a színét kékre, ha nem nedves, de vízmentes (nincs víz).
A kék szín visszanyeréséhez a kémiai egyensúlynak balra, a CoCl fogyasztása felé kell elmozdulnia2.6H2A és a CoCl képződése2.
A reakció előre haladva, a CoCl képződése2.6H2O exoterm (nézd meg a reakció mellett a negatív entalpia változásokat), a fordított irányú reakció endoterm. Az endoterm reakciókat előnyben részesítik az exoterm reakciókkal szemben, amikor a hőmérséklet, mert ezekben az esetekben a hőmérséklet növekedése a hőmennyiség növekedésével jár elérhető.
hogyan, által PLe Chatelier kezdete, a kémiai reakció mindig az egyensúly helyreállításához szükséges külső hatás hatásának csökkentésére törekszik, a rendelkezésre álló hőmennyiség növekedését el kell szívnia a reakciónak. Az egyetlen értelem, amely képes elnyelni a rendelkezésre álló hőt, az endoterm (mivel az endotermikus azt jelenti, hogy hőelnyelődik).
Tehát ahhoz, hogy az egyensúly a bal oldalra kerüljön (fordított reakció), hajszárítót kell használnunk, amely növeli a hőmérsékletet, D betű.
A fagyasztóban történő hűtés ellentétes hatást fejt ki a hajszárítóval, és a vízpermettel történő permetezés szintén elmozdítja az egyensúlyt a nem kívánt oldalra, mivel növeli a víz koncentrációját középen.
Alumíniumfóliával vagy papírral történő csomagolás nem végez semmilyen szükséges változtatást ebben a tekintetben.
Stéfano Araújo Novais
Kémia tanár