Il cobalto è un metallo il cui simbolo è Co., ha numero atomico 27 e una massa atomica approssimativa di 59 a.mu.u (unità di massa atomica). È nel quarto periodo e la famiglia 9 dà tavolo Periodico. Questo elemento è stato isolato per la prima volta come metallo puro dal chimico svedese Georg Brandt, nell'anno 1735, sulla base del minerale di smalto.
Si stima che l'umanità utilizzi il cobalto da circa cinquemila anni basato sull'analisi della ceramica egiziana e del vetro persiano. Ancora oggi i sali di cobalto sono utilizzati nella fabbricazione di pigmenti per ceramiche, mentre la loro forma metallica è esplorata nell'industria metallurgica per la produzione di tipi di acciaio. Gli ossidi di cobalto possono essere utilizzati come catalizzatori nell'industria chimica.
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Riepilogo cobalto
È un metallo bianco grigiastro.
Ha numero atomico 27 e massa atomica di 59 a.m.u.
Può verificarsi negli stati di ossidazione +2 e +3.
Fu isolato dal chimico svedese Georg Brandt nel 1735.
Ampiamente usato per creare inchiostri e pigmenti.
È presente in diversi leghe metalliche.
È presente nella vitamina B12.
Proprietà del cobalto
Simbolo: Co
Classificazione: metallo di transizione esterno
Pastaatomico: 59 u.m.a
Numeroatomico: 27
elettronegatività: 1,88
isotopi: 59Co (naturale) e 60Co (sintetico)
PuntonelFusione: 1495 °C
Puntonelbollente: ~2900°C
configurazione elettronica: [Aria] 4s2 3d7
Densità: 8900 kg/m³
Caratteristiche del cobalto
Il cobalto è un metallo bianco grigiastro con proprietà magnetiche e fisiche simili a ferro e per nichel. Può verificarsi negli stati di ossidazione +2 e +3, ma nella maggior parte dei casi si verifica nello stato di ossidazione +2.
il cobalto è stabile all'aria e inerte e non reagisce con acqua, ma può essere attaccato da acidi.
È un elemento relativamente raro, presente nell'intervallo dallo 0,001% allo 0,002% della crosta terrestre, essendo considerato il 30° elemento più abbondante della crosta. Si trova naturalmente in oltre 200 minerali, come esmaltite e cobaltite, ma si trova quasi sempre in combinazione con altri elementi.
storia del cobalto
già minerali di cobalto sono stati usati dagli umani per circa cinquemila anni. Sono stati trovati in manufatti di ceramica egiziana, vetro persiano e vetro e porcellana cinesi delle dinastie Tang (618-907) e Ming (1368-1644).
Il nome cobalto deriva dal termine mitologico tedesco coboldo, uno spirito che potrebbe materializzarsi sotto forma di animali o goblin. Sarebbe giocoso, lunatico o cattivo. Una specie di coboldo era famoso per infestare luoghi sotterranei come le miniere.
il cobalto quasi sempre si trova in minerali associati ad altri. metalli, come il rame. Così, i minerali di cobalto, finora sconosciuti, cominciò ad essere utilizzato nella fabbricazione del vetro. Quando trattati con acidi, questo dava loro un colore bluastro, cosa che facevano anche i minerali di rame.
Tuttavia, se aggiunto al vetro, anche questo minerale garantiva un colore bluastro, cosa che i minerali di rame non facevano. Poiché tale comportamento era associato a qualcosa di nuovo e misterioso, il chimico svedese Georg Brandt lo chiamò cobalto, in base al nome coboldo. Oggi questo minerale è già stato determinato e chiamato esmaltite.
Fu Brandt che, nel 1735, riuscì ad isolare il cobalto metallico di smalto, e così gli viene attribuita la scoperta del cobalto.
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Applicazioni del cobalto
A industrie di vernici e ceramiche consumano ancora cobalto ampiamente. Le industrie ceramiche lo utilizzano principalmente per la produzione di pigmento bianco, ma l'industria delle vernici lo utilizza ancora per produrre il tradizionale pigmento blu.
Inoltre, il cobalto è ampiamente utilizzato in produzione di acciaio legato magnetico, come alnico (acronimo della sua composizione principale, alluminio, nichel e cobalto, oltre al ferro), nonché nell'industria chimica come such catalizzatore di reazioni organiche. È importante anche in medicina, così com'è utilizzato nel trattamento del cancro in radioterapia, poiché l'isotopo cobalto-60 emette radiazioni ionizzanti (raggi γ) in grado di distruggere alcuni cellule e impedirne la crescita.
Questo metallo è stato utilizzato anche in produzione di batterie per dispositivi ricaricabili, in quanto aumenta i tempi di ricarica e rende il prodotto più sicuro e stabile, riducendone il rigonfiamento e il rischio di esplosione. Il cobalto dovrebbe anche sostituire il platino per la produzione di idrogeno carburante dall'acqua, rendendo il processo più economico.
il cobalto è presente nella costituzione della vitamina B12 sotto forma di ioni Co3+, e può essere ottenuto attraverso le diete. Sebbene non ci siano raccomandazioni ufficiali sull'ingestione di cobalto, esistono raccomandazioni per l'ingestione di cobalto. Vitamina, poiché partecipa a importanti processi biochimici, come la sintesi di aminoacidi e acidi nucleici, oltre alla formazione di eritrociti.
La vitamina B12 è importante anche per il trattamento di alcuni casi di anemia. Poiché si trova naturalmente solo nella carne e nei prodotti animali, i vegetariani o i vegani dovrebbero preoccuparsi della sua integrazione.
Ottenere cobalto
L'ottenimento del cobalto dalle sue fonti minerali dipende dalla mineralogia e dal contenuto di questo metallo nel minerale.
quando il cobalto è presente nei minerali di laterite, che sono formati dal processo di invecchiamento chimica di laterizzazione, vengono utilizzati metodi pirometallurgici (in cui vengono utilizzate alte temperature) e idrometallurgici. In quest'ultimo caso, il minerale è disciolto in soluzioni di ammoniaca o acido solforico e poi precipitato sotto forma di carbonato. come carbonati, ora a più alto contenuto di cobalto, vengono poi ridisciolti in modo da ottenere il cobalto metallico con metodi elettrochimici.
Quando si parla di minerali di solfuro di cobalto, cioè che contengono zolfo nella costituzione, il processo metallurgico utilizzato per recuperare il cobalto coinvolge anche dissoluzione del minerale in soluzioni acide (nel acido cloridrico o acido solforico) e di base (ammoniaca).
Un processo molto noto industrialmente per trattare questi minerali è lo Sherritt-Gordon, in cui minerali di solfuro di nichel e cobalto vengono disciolti in soluzione di ammoniaca ad alta temperatura e pressione, con successivo recupero del cobalto mediante riduzione del gas idrogeno.
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Precauzioni con cobalto
Quando siamo esposti a livelli acuti di cobalto nell'aria, sia per mezzo del metallo puro polverizzato, sia per polvere di sale e ossidi di cobalto, si può avere la sviluppo di problemi respiratori, come diminuzione della ventilazione, oltre a congestione, edema ed emorragie nel polmone. È anche possibile osservare l'infiammazione del rinofaringe, oltre a effetti allergici come rinite allergica e dermatite atopica (in questo caso, quando l'esposizione avviene attraverso la pelle).
già il L'ingestione di cobalto può causare effetti gastrointestinali, come nausea, vomito e diarrea, oltre a danni al fegato e dermatiti allergiche.
L'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro classifica il cobalto e i suoi composti come possibili cancerogeni per l'uomo (Gruppo 2B), dopotutto, studi sugli animali hanno dimostrato che cause di cobalto cancro quando posizionato direttamente su muscoli e pelle.
Tornando alla necessità di assunzione di vitamina B12, l'assenza o la carenza di questa vitamina nel nostro organismo può causare anemia perniciosa, che causa debolezza, diarrea, affaticamento, ittero e altri. sintomi.
Esercizi risolti sul cobalto
Domanda 1 - (UFSM) Cobalto-60, 27Co60, utilizzato in radioterapia, nella cura del cancro, reagisce emettendo una particella β, e si trasforma così in:
IL) 27Co61
B) 27Co59
) 28Ni60
D) 28Ni64
E) 25mn56
Risoluzione
Do alternativo
L'emissione di una particella β significa semplicemente che verrà rilasciata dall'elemento in un processo radioattivo. La particella β è un elettrone che nasce dal decadimento di un neutrone dal nucleo e, quindi, ha massa trascurabile (cioè 0) e carica -1. L'equazione per rappresentare il processo è:
27Co60 → -1β0 + ZXIL
Dove Z è il numero atomico dell'elemento appena formato e A è il numero di massa del nuovo elemento formato in questo processo.
Come in un processo radioattivo dobbiamo mantenere sia la carica che la massa, per risolvere questo facciamo il sistema:
60 = 0 + A
27 = -1 + Z
Quindi, A = 60 e Z = 28. Con ciò, concludiamo che abbiamo a che fare con il 28Ni60, lettera C.
Domanda 2 - (Enem) Per garantire che i prodotti elettronici siano correttamente conservati prima della vendita, alcune aziende utilizzano schede indicatrici di umidità sulla confezione di questi prodotti. Alcune di queste carte contengono un sale di cobalto che cambia colore in presenza di acqua, secondo l'equazione chimica:
CoCl2 (s) + 6 H2O (g) CoCl2.6H2O(s) ΔH < 0
(rosa blu)
Come procederesti per riutilizzare, in un breve lasso di tempo, una carta che era già colorata di rosa?
A) Raffreddare in freezer.
B) Spruzzare con acqua nebulizzata.
C) Avvolgere con un foglio di alluminio.
D) Riscaldamento con asciugacapelli.
E) Avvolgere in un tovagliolo di carta.
Risoluzione
Alternativa D
per essere un equilibrio chimico, dobbiamo capire che c'è sia una reazione nella direzione in avanti, in cui il sale di cobalto blu è il prodotto, sia nella direzione inversa, in cui si forma nuovamente il sale di cobalto rosa.
Quando appare la notazione CoCl2.6H2O per un sale, ciò significa che ha 6 moli di molecole d'acqua per ogni mole di sale nella sua struttura, cioè è idratato (in questo caso, esaidrato). Se l'obiettivo è riutilizzare una carta colorata di rosa, dobbiamo capire che dovrebbe cambiare colore in blu quando non è bagnata ma anidra (senza acqua).
Per recuperare il colore blu, l'equilibrio chimico deve spostarsi a sinistra, verso il consumo di CoCl2.6H2La e la formazione di CoCl2.
Poiché la reazione in avanti, di formazione di CoCl2.6H2O, è esotermica (guarda la variazione di entalpia negativa accanto alla reazione), la reazione nella direzione inversa è endotermica. Le reazioni endotermiche sono favorite rispetto alle reazioni esotermiche quando si aumenta il temperatura, perché, in questi casi, l'aumento della temperatura si accompagna ad un aumento della quantità di calore a disposizione.
come, per Pinizio di Le Chatelier, la reazione chimica cerca sempre di diminuire l'effetto di un'azione esterna per ristabilire l'equilibrio, un aumento della quantità di calore disponibile deve essere assorbito dalla reazione. L'unico senso che può assorbire il calore disponibile è endotermico (perché endotermico significa assorbimento di calore).
Quindi, affinché la bilancia vada a sinistra (reazione inversa), dobbiamo usare un asciugacapelli, che aumenta la temperatura, lettera D.
Il raffreddamento in un congelatore ha l'effetto opposto di un asciugacapelli e spruzzare con acqua nebulizzata sposta anche l'equilibrio sul lato indesiderato, poiché aumenta la concentrazione di acqua nel mezzo.
Il confezionamento con fogli di alluminio o carta non apporta alcun tipo di modifica necessaria al riguardo.
Di Stéfano Araújo Novais
Insegnante di chimica
