קובלט (Co): מאפיינים, מאפיינים, שימושים

קובלט הוא מתכת שהסמל שלה הוא Co., יש מספר אטומי 27 ומסה אטומית משוערת של 59 a.mu.u (יחידות מסה אטומיות). זוהי תקופה רביעית ומשפחה 9 נותן שולחן תְקוּפָתִי. אלמנט זה בודד לראשונה כמתכת טהורה על ידי הכימאי השבדי ג'ורג 'ברנדט, בשנת 1735, על בסיס עפרות אמייל.

ההערכה היא כי האנושות משתמשת בקובלט במשך כחמשת אלפים שנה מבוסס על ניתוח קרמיקה מצרית וזכוכית פרסית. כיום, מלחי קובלט עדיין משמשים בייצור פיגמנטים לקרמיקה, בעוד שצורתם המתכתית נחקרת בתעשיית המתכות לייצור סוגי פלדה. תחמוצות קובלט יכולות לשמש כזרזים בתעשייה הכימית.

קרא גם: ניוביום - מתכת עם יישומים תעשייתיים ומסחריים שונים

סיכום קובלט

• זו מתכת לבנה אפרפרה.

• יש לו מספר אטומי 27 ומסה אטומית של 59 לפנות בוקר.

• זה יכול להתרחש במצבי חמצון +2 ו- +3.

• הוא בודד על ידי הכימאי השבדי ג'ורג 'ברנדט בשנת 1735.

• נעשה שימוש נרחב ליצירת דיו ופיגמנטים.

• זה קיים בכמה סגסוגות מתכת.

• הוא קיים בוויטמין B12.

מאפייני קובלט

• סֵמֶל: שיתוף

• מִיוּן: מתכת מעבר חיצונית

• פסטהאָטוֹמִי: 59 אומה

• מספראָטוֹמִי: 27

• שליליות אלקטרונית: 1,88

• איזוטופים: ⁵⁹Co (טבעי) ו ⁶⁰Co (סינטטי)

• נְקוּדָהבהיתוך: 1495 מעלות צלזיוס

• נְקוּדָהברְתִיחָה: ~ 2900 מעלות צלזיוס

• תצורה אלקטרונית: [אוויר] 4S² 3d⁷

• צְפִיפוּת: 8900 ק"ג / מ"ק

מאפייני קובלט

קובלט הוא מתכת לבנה אפרפרת עם תכונות מגנטיות ופיזיקליות הדומות ל בַּרזֶל ול ניקל. זה יכול להתרחש במצבי חמצון +2 ו- +3, אך ברוב המקרים זה קורה במצב חמצון +2.

קובלט הוא יציב באוויר ואינרטי ואינו מגיב עם מים, אבל יכול להיות מותקף על ידי חומצות.

זהו אלמנט נדיר יחסית, המופיע בטווח של 0.001% עד 0.002% מקרום כדור הארץ, בהיותו נחשב ל האלמנט ה -30 בשפע ביותר של הקרום. באופן טבעי הוא מופיע בלמעלה מ- 200 מינרלים, כגון אסמלטיט וקובלטיט, אך כמעט תמיד נמצא בשילוב עם יסודות אחרים.

היסטוריה של קובלט

עפרות קובלט כבר משמשים בני אדם כחמשת אלפים שנה. הם נמצאו בחפצי חרס מצריים, בזכוכית פרסית ובזכוכית ופורצלן סיני משושלות טאנג (618-907) ומינג (1368-1644).

כלי חרס סיניים משושלת מינג. גווני הכחול מורכבים מקובלט.

השם קובלט נובע מהמונח המיתולוגי הגרמני קובולד, רוח שיכולה להתממש בצורה של בעלי חיים או גובלים. הוא יהיה שובב, מצבי רוח או מרושע. סוג של קובולד זה היה מפורסם בזכות מקומות תת קרקעיים כמו מוקשים.

הקובלט כמעט תמיד קורה במינרלים הקשורים לאחרים. מתכות, כמו נְחוֹשֶׁת. לפיכך, עפרות קובלט, שעד כה לא היו ידועות, החל לשמש לייצור זכוכית. כאשר טופלו בחומצות זה נתן להם צבע כחלחל, דבר שעשה גם עפרות נחושת ידועות.

עם זאת, כאשר מוסיפים אותו לכוס, גם עפרה זו הבטיח צבע כחלחל, דבר שעפרות נחושת לא עשו. מכיוון שהתנהגות כזו נקשרה למשהו חדש ומסתורי, כימאי השבדי ג'ורג 'ברנדט קרא לזה קובלט, בהתבסס על השם קובולד. כיום מינרל זה כבר נקבע ונקרא אסמלטיט.

זה היה ברנדט שבשנת 1735 הצליח לבודד קובלט מתכתי של אמייל, וכך נזקף לזכותו גילוי הקובלט.

קרא גם: מה שמות היסודות הכימיים החדשים?

יישומי קובלט

בְּ תעשיות צבע וקרמיקה הם עדיין צורכים קובלט בהרחבה. תעשיות הקרמיקה משתמשות בו בעיקר לייצור פיגמנט לבן, אך תעשיית הצבע עדיין משתמשת בו לייצור הפיגמנט הכחול המסורתי.

בנוסף, נעשה שימוש נרחב בקובלט ב ייצור פלדת סגסוגת מגנטית, כמו אלניקו (ראשי תיבות של הרכבו העיקרי, אֲלוּמִינְיוּם, ניקל וקובלט, בנוסף לברזל), כמו גם בתעשייה הכימית כגון זרז של תגובות אורגניות. זה חשוב גם ברפואה, כפי שהוא משמש לטיפול בסרטן ברדיותרפיהמכיוון שהאיזוטופ קובלט -60 פולט קרינה מייננת (קרני γ) המסוגלת להשמיד מסוימים תאים ולעכב את צמיחתה.

מתכת זו שימשה גם ב ייצור סוללות למכשירים נטענים, מכיוון שהוא מגדיל את זמן הטעינה והופך את המוצר לבטוח ויציב יותר, על ידי הפחתת הנפיחות שלהם וסיכון לפיצוץ. קובלט צפוי גם להחליף את פְּלָטִינָה להפקת מֵימָן דלק ממים, מה שהופך את התהליך לזול יותר.

הקובלט הוא קיים בחיבור של ויטמין B12 בצורה של יונים שיתוף³⁺, וניתן להשיג אותו באמצעות דיאטות. למרות שאין המלצות רשמיות על בליעת קובלט, ישנן המלצות על בליעת קובלט. וִיטָמִין, מכיוון שהוא משתתף בתהליכים ביוכימיים חשובים, כגון סינתזה של חומצות אמינו ו חומצות גרעין, בנוסף להיווצרות אריתרוציטים.

ויטמין B12 חשוב גם לטיפול במקרים מסוימים של אֲנֶמִיָה. מכיוון שהוא נמצא רק באופן טבעי במוצרי בשר ובעלי חיים, צמחונים או טבעונים צריכים להיות מודאגים מהתוספות שלו.

מזונות כמו בשר, דגים, ביצים ומוצרי חלב מסוימים עשירים בוויטמין B12.

השגת קובלט

השגת קובלט ממקורות המינרלים שלו תלויה במינרלוגיה ובתוכן של מתכת זו בעפרות.

מתי קובלט קיים בעפרות laterite, אשר נוצרים בתהליך של בליה כימי של laterization, משתמשים בפירומטלורגיה (בה משתמשים בטמפרטורות גבוהות) ובשיטות הידרומטורגיות. במקרה האחרון, העפרה היא מומס בתמיסות אמוניה או חומצה גופרתית ואז הושקע בצורה של פחמתי. כגון פחמתי, עכשיו עם תוכן קובלט גבוה יותר, ואז הם מומסים מחדש כך שהקובלט המתכתי מתקבל בשיטות אלקטרוכימיות.

גבישי אריתריט, Co₃(ASO₄)₂.8H₂או

כשאנחנו מדברים על עפרות קובלט גופריתכלומר להכיל גוֹפרִית בחוקה, גם התהליך המתכתי המשמש להחזרת קובלט כולל פירוק עפרות בתמיסות חומציות (ב חומצה הידרוכלורית או חומצה גופרתית) ובסיסי (אַמוֹנִיָה).

תהליך ידוע מבחינה תעשייתית לטיפול בעפרות אלה הוא שריט-גורדון, בו עפרות גופרית של ניקל וקובלט. מומסים בתמיסת אמוניה בטמפרטורה ולחץ גבוהים, עם ההתאוששות הבאה של קובלט על ידי הפחתת גז מֵימָן.

ראה גם: בורון - חצי מתכת מעט תגובתי וקל

אמצעי זהירות עם קובלט

כאשר אנו נחשפים לרמות חריפות של קובלט באוויר, באמצעות מתכת טהורה המרוסקת, או באמצעות אבק מלח ותחמוצות קובלט, אנו יכולים לקבל את התפתחות של בעיות נשימה, כמו ירידה באוורור, בנוסף לגודש, בצקת ושטפי דם בריאות. ניתן גם לצפות בדלקת של אף האף, בנוסף להשפעות אלרגיות כמו נזלת אלרגית ו אטופיק דרמטיטיס (במקרה זה, כאשר החשיפה היא דרך העור).

כבר את בליעת קובלט עלולה לגרום לתופעות במערכת העיכול, כמו בחילות, הקאות ושלשולים, בנוסף לפגיעות בכבד ולדרמטיטיס אלרגית.

הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן מסווגת את הקובלט ואת תרכובותיו כמסרטנים אפשריים לבני אדם (קבוצה 2 ב), אחרי הכל, מחקרים בבעלי חיים הראו כי גורם קובלט סרטן כאשר מניחים אותו ישירות על השריר והעור.

אם נחזור לצורך בצריכת ויטמין B12, היעדר ויטמין זה אצלנו אורגניזם יכול לגרום לאנמיה מזיקה, הגורמת לחולשה, שלשולים, עייפות, צהבת ואחרים. תסמינים.

תרגילים שנפתרו על קובלט

שאלה 1 - (UFSM) קובלט -60, ₂₇שיתוף⁶⁰, המשמש לרדיותרפיה, לטיפול בסרטן, מגיב על ידי פליטת חלקיק β, וכך הופך ל:

ה) ₂₇שיתוף⁶¹

ב) ₂₇שיתוף⁵⁹

Ç) ₂₈ני⁶⁰

ד) ₂₈ני⁶⁴

AND) ₂₅Mn⁵⁶

פתרון הבעיה

חלופה ג

פליטת חלקיק β פשוט אומרת שהוא ישתחרר על ידי היסוד בתהליך רדיואקטיבי. חלקיק β הוא אלקטרון הנובע מריקבון של נויטרון מהגרעין ולכן יש לו מסה זניחה (כלומר 0) ומטען -1. המשוואה לייצוג התהליך היא:

₂₇שיתוף⁶⁰ → _-1β⁰ + _זאיקס^ה

כאשר Z הוא המספר האטומי של היסוד החדש שנוצר, ו- A הוא מספר המסה של היסוד החדש שנוצר בתהליך זה.

כמו בתהליך רדיואקטיבי עלינו לשמור על מטען וגם על מסה, כדי לפתור זאת, אנו מייצרים את המערכת:

60 = 0 + A.

27 = -1 + Z

לפיכך, A = 60 ו- Z = 28. בכך אנו מסיקים כי אנו מתמודדים עם ה- ₂₈ני⁶⁰, אות ג.

שאלה 2 - (אויב) כדי להבטיח שמוצרים אלקטרוניים מאוחסנים כראוי לפני המכירה, חברות מסוימות משתמשות בכרטיסי חיווי לחות על האריזה של מוצרים אלה. חלק מכרטיסים אלה מכילים מלח קובלט שמשנה את צבעו בנוכחות מים, על פי המשוואה הכימית:

CoCl₂ (ים) + 6 ח '₂O (g) ⇋ CoCl₂.6H₂O (s) ΔH <0

(ורוד כחול)

איך היית ממשיך לעשות שימוש חוזר, בתוך פרק זמן קצר, בכרטיס שכבר היה צבעוני ורוד?

א) מצננים במקפיא.

ב) ריססו בתרסיס מים.

ג) עוטפים בנייר אלומיניום.

ד) דוד עם מייבש שיער.

ה) עוטפים במפית נייר.

פתרון הבעיה

חלופה ד

על היותך א איזון כימי, עלינו להבין שיש גם תגובה בכיוון קדימה, שבו מלח הקובלט הכחול הוא המוצר, וגם בכיוון ההפוך, שבו נוצר שוב מלח הקובלט הוורוד.

כאשר מופיע סימון CoCl₂.6H₂O עבור מלח, המשמעות היא שיש לו 6 מולקולות של מולקולות מים עבור כל שומה של מלח במבנה שלה, כלומר היא מיובשת (במקרה זה, hexahydrate). אם המטרה היא לעשות שימוש חוזר בכרטיס שצבעו ורוד, עלינו להבין כי עליו לשנות את צבעו לכחול כאשר הוא אינו רטוב אלא נטול מים (ללא מים).

כדי להחזיר את הצבע הכחול, על האיזון הכימי לעבור שמאלה, לעבר צריכת CoCl₂.6H₂היווצרותו של CoCl₂.

כתגובה בכיוון קדימה, של היווצרות CoCl₂.6H₂O, הוא אקסותרמי (התבונן בשינוי האנטלפיה השלילי לצד התגובה), התגובה בכיוון ההפוך היא אנדותרמית. תגובות אנדותרמיות מועדפות על פני תגובות אקסותרמיות כאשר מגדילים את טמפרטורה, מכיוון שבמקרים אלה עליית הטמפרטורה באה עם עלייה בכמות החום זמין.

איך, על ידי פתחילת לה שאטלייר, התגובה הכימית תמיד מבקשת להפחית את ההשפעה של פעולה חיצונית להחזרת האיזון, עלייה בכמות החום הזמין חייבת להיספג על ידי התגובה. התחושה היחידה שיכולה לספוג את החום הזמין היא אנדותרמית (מכיוון שאנדותרמית פירושה ספיגת חום).

לכן, כדי שהאיזון יעבור לצד שמאל (תגובה הפוכה), עלינו להשתמש במייבש שיער, שמעלה את הטמפרטורה, האות ד '.

לקירור במקפיא יש השפעה הפוכה של מייבש שיער, והריסוס בתרסיס מים מעביר גם את האיזון לצד הלא רצוי, מכיוון שהוא מגביר את ריכוז המים באמצע.

עטיפה עם נייר אלומיניום או נייר אינה מבצעת שינויים הכרחיים בעניין זה.
מאת סטפנו אראוג'ו נובאיס
מורה לכימיה