Kobalt is een metaal waarvan het symbool Co., heeft atoomnummer 27 en een geschatte atoommassa van 59 a.mu.u (atomaire massa-eenheden). Het is in de vierde periode en familie 9 geeft Tafel periodiek. Dit element werd voor het eerst geïsoleerd als een puur metaal door de Zweedse chemicus Georg Brandt, in het jaar 1735, op basis van emailerts.
Naar schatting gebruikt de mensheid al zo'n vijfduizend jaar kobalt gebaseerd op de analyse van Egyptisch keramiek en Perzisch glas. Tegenwoordig worden kobaltzouten nog steeds gebruikt bij de vervaardiging van pigmenten voor keramiek, terwijl hun metallische vorm wordt onderzocht in de metallurgische industrie voor de productie van staalsoorten. Kobaltoxiden kunnen worden gebruikt als katalysatoren in de chemische industrie.
Lees ook: Niobium - metaal met verschillende industriële en commerciële toepassingen
Kobalt Samenvatting
Het is een grijsachtig wit metaal.
Het heeft atoomnummer 27 en een atoommassa van 59 uur.
Het kan voorkomen in de +2 en +3 oxidatietoestanden.
Het werd geïsoleerd door de Zweedse chemicus Georg Brandt in 1735.
Veel gebruikt voor het maken van inkten en pigmenten.
Het is aanwezig in verschillende metaallegeringen.
Het is aanwezig in vitamine B12.
Kobalt eigenschappen
Symbool: Co
Classificatie: buitenste overgangsmetaal
Pastaatomair: 59 u.m.a
Aantalatomair: 27
elektronegativiteit: 1,88
isotopen: 59Co (natuurlijk) en 60Co (synthetisch)
PuntinFusie: 1495 °C
Puntinkokend: ~2900°C
elektronische configuratie: [Lucht] 4s2 3d7
Dichtheid: 8900 kg/m
Kobaltkenmerken:
Kobalt is een grijsachtig wit metaal met magnetische en fysieke eigenschappen vergelijkbaar met ijzer en naar nikkel. Het kan voorkomen in de +2 en +3 oxidatietoestanden, maar in de meeste gevallen komt het voor in de +2 oxidatietoestand.
kobalt is stabiel in lucht en inert en reageert niet met Water, maar kan worden aangevallen door zuren.
Het is een relatief zeldzaam element, dat voorkomt in het bereik van 0,001% tot 0,002% van de aardkorst, en wordt beschouwd als de 30e meest voorkomende element van de korst. Het komt van nature voor in meer dan 200 mineralen, zoals esmaltiet en kobaltiet, maar wordt bijna altijd gevonden in combinatie met andere elementen.
kobalt geschiedenis
kobalterts al al ongeveer vijfduizend jaar door mensen worden gebruikt. Ze zijn gevonden in artefacten van Egyptisch aardewerk, Perzisch glas en Chinees glas en porselein uit de Tang (618-907) en Ming (1368-1644) dynastieën.
De naam kobalt is afgeleid van de Duitse mythologische term kobold, een geest die zich zou kunnen materialiseren in de vorm van dieren of kobolden. Hij zou speels, humeurig of gemeen zijn. Een type van kobold het was beroemd vanwege zijn spookachtige ondergrondse plaatsen zoals mijnen.
het kobalt komt bijna altijd voor in mineralen die met anderen zijn geassocieerd. metalen, zoals de koper. Zo kunnen kobaltertsen, tot nu toe onbekend, begon te worden gebruikt bij de vervaardiging van glas;. Wanneer ze met zuren werden behandeld, kregen ze een blauwachtige kleur, iets wat bekend is bij koperertsen.
Echter, wanneer toegevoegd aan glas, is dit erts ook gegarandeerd een blauwachtige kleur, iets wat kopererts niet deed. Omdat dergelijk gedrag werd geassocieerd met iets nieuws en mysterieus, noemde de Zweedse chemicus Georg Brandt het kobalt, gebaseerd op de naam kobold. Tegenwoordig is dit mineraal al bepaald en esmaltite genoemd.
Het was Brandt die er in 1735 in slaagde om metallisch kobalt te isoleren van email, en dus wordt de ontdekking van kobalt aan hem toegeschreven.
Lees ook: Wat zijn de namen van de nieuwe chemische elementen?
Kobalt toepassingen
Bij verf- en keramische industrie ze verbruiken nog steeds veel kobalt. De keramische industrie gebruikt het voornamelijk voor de productie van wit pigment, maar de verfindustrie gebruikt het nog steeds om het traditionele blauwe pigment te maken.
Daarnaast wordt kobalt veel gebruikt in productie van magnetisch gelegeerd staal;, zoals alnico (acroniem voor de hoofdsamenstelling, aluminium, nikkel en kobalt, naast ijzer), evenals in de chemische industrie zoals: katalysator van organische reacties. Het is ook belangrijk in de geneeskunde, zoals het is gebruikt bij de behandeling van kanker bij radiotherapie, aangezien de kobalt-60-isotoop ioniserende straling (γ-stralen) uitzendt die bepaalde cellen en de groei ervan belemmeren.
Dit metaal is ook gebruikt in productie van batterijen voor oplaadbare apparaten, omdat het de oplaadtijd verlengt en het product veiliger en stabieler maakt door het opzwellen en het risico op explosie te verminderen. Kobalt zal naar verwachting ook de platina voor de productie van waterstof brandstof uit water, waardoor het proces goedkoper wordt.
het kobalt is aanwezig in de samenstelling van vitamine B12 in de vorm van ionen Co3+, en het kan worden verkregen via diëten. Hoewel er geen officiële aanbevelingen zijn voor de inname van kobalt, zijn er wel aanbevelingen voor de inname van kobalt. Vitamineomdat het deelneemt aan belangrijke biochemische processen, zoals de synthese van aminozuren en nucleïnezurennaast de vorming van erytrocyten.
Vitamine B12 is ook belangrijk voor de behandeling van sommige gevallen van Bloedarmoede. Omdat het alleen van nature voorkomt in vlees en dierlijke producten, moeten vegetariërs of veganisten zich zorgen maken over de suppletie ervan.
kobalt verkrijgen
Het verkrijgen van kobalt uit zijn minerale bronnen hangt af van de mineralogie en het gehalte van dit metaal in het erts.
Wanneer kobalt is aanwezig in laterietertsen, die worden gevormd door het proces van verwering chemische stof van laterisatie, pyrometallurgische (waarbij hoge temperaturen worden gebruikt) en hydrometallurgische methoden worden gebruikt. In het laatste geval is het erts opgelost in ammoniakoplossingen of zwavelzuur en vervolgens neergeslagen in de vorm van carbonaat. zo'n carbonaten, nu met een hoger kobaltgehalte, worden vervolgens opnieuw opgelost zodat het metallische kobalt wordt verkregen door elektrochemische methoden.
Als we het over hebben sulfide kobalt ertsen, dat wil zeggen, die bevatten zwavel in de grondwet omvat het metallurgische proces dat wordt gebruikt om kobalt terug te winnen ook: oplossen van erts in zure oplossingen (in zoutzuur of zwavelzuur) en basis (ammoniak).
Een bekend industrieel proces om deze ertsen te behandelen is de Sherritt-Gordon, waarbij sulfide-ertsen van nikkel en kobalt worden opgelost in ammoniakoplossing bij hoge temperatuur en druk, met de daaropvolgende terugwinning van kobalt door gasreductie; waterstof.
Zie ook: Borium - semi-metaal weinig reactief en licht
Voorzorgsmaatregelen met kobalt
Wanneer we worden blootgesteld aan acute niveaus van kobalt in de lucht, of door middel van het pure metaal verpulverd, of door zoutstof en kobaltoxiden, we kunnen de ontwikkeling van ademhalingsproblemen, zoals verminderde ventilatie, naast congestie, oedeem en bloedingen in de longen. Het is ook mogelijk om een ontsteking van de nasopharynx waar te nemen, naast allergische effecten zoals allergische rhinitis en atopische dermatitis (in dit geval bij blootstelling via de huid).
al de Inname van kobalt kan gastro-intestinale effecten veroorzaken, zoals misselijkheid, braken en diarree, naast leverschade en allergische dermatitis.
Het International Agency for Research on Cancer classificeert kobalt en zijn verbindingen als mogelijke kankerverwekkende stoffen voor de mens (Groep 2B), want dierstudies hebben aangetoond dat kobalt veroorzaakt kanker wanneer direct op spieren en huid geplaatst.
Terugkomend op de behoefte aan vitamine B12-inname, de afwezigheid of het tekort aan deze vitamine in onze organisme kan pernicieuze anemie veroorzaken, die zwakte, diarree, vermoeidheid, geelzucht en andere veroorzaakt. symptomen.
Oefeningen opgelost op kobalt
Vraag 1 - (UFSM) Kobalt-60, 27Co60, gebruikt bij radiotherapie, bij de behandeling van kanker, reageert door een β-deeltje uit te zenden en verandert zo in:
DE) 27Co61
B) 27Co59
) 28Ni60
D) 28Ni64
EN) 25Mn56
Resolutie
alternatief C
Het uitzenden van een β-deeltje is simpelweg zeggen dat het door het element zal worden vrijgegeven in een radioactief proces. Het β-deeltje is een elektron dat ontstaat door het verval van een neutron uit de kern en heeft daarom een verwaarloosbare massa (dwz 0) en lading -1. De vergelijking om het proces weer te geven is:
27Co60 → -1β0 + ZXDE
Waarbij Z het atoomnummer is van het nieuw gevormde element, en A het massagetal is van het nieuwe element dat in dit proces is gevormd.
Omdat we bij een radioactief proces zowel lading als massa moeten behouden, maken we het systeem om dit op te lossen:
60 = 0 + A
27 = -1 + Z
Dus A = 60 en Z = 28. Daarmee concluderen we dat we te maken hebben met de 28Ni60, letter C.
Vraag 2 - (Enem) Om ervoor te zorgen dat elektronische producten goed worden bewaard voordat ze worden verkocht, gebruiken sommige bedrijven vochtindicatorkaarten op de verpakking van deze producten. Sommige van deze kaarten bevatten een kobaltzout dat van kleur verandert in aanwezigheid van water, volgens de chemische vergelijking:
CoCl2 (s) + 6 H2O (g) ⇋ CoCl2.6H2O(n) ΔH < 0
(blauw roze)
Hoe zou je te werk gaan om in korte tijd een kaart te hergebruiken die al roze gekleurd was?
A) Koel in de vriezer.
B) Spuit met waternevel.
C) Omwikkel met aluminiumfolie.
D) Kachel met föhn.
E) Wikkel in papieren servet.
Resolutie
alternatief D
voor het zijn chemische balans, moeten we begrijpen dat er zowel een reactie is in de voorwaartse richting, waarin het blauwe kobaltzout het product is, als in de omgekeerde richting, waarin het roze kobaltzout weer wordt gevormd.
Wanneer CoCl-notatie verschijnt2.6H2O voor een zout betekent dit dat het 6 mol watermoleculen heeft voor elke mol zout in zijn structuur, dat wil zeggen dat het gehydrateerd is (in dit geval hexahydraat). Als het doel is om een roze kaart opnieuw te gebruiken, moeten we begrijpen dat deze van kleur moet veranderen in blauw als hij niet nat is maar watervrij (geen water).
Om de blauwe kleur te herstellen, moet de chemische balans naar links verschuiven, richting het verbruik van CoCl2.6H2De en vorming van CoCl2.
Als de reactie in de voorwaartse richting van de vorming van CoCl2.6H2O, is exotherm (kijk naar de negatieve enthalpieverandering naast de reactie), de reactie in de omgekeerde richting is endotherm. Endotherme reacties hebben de voorkeur boven exotherme reacties bij het verhogen van de temperatuur, omdat in deze gevallen de temperatuurstijging gepaard gaat met een toename van de hoeveelheid warmte beschikbaar.
hoe, door Pbegin van Le Chatelier, de chemische reactie probeert altijd het effect van een externe actie te verminderen om het evenwicht te herstellen, een toename van de hoeveelheid beschikbare warmte moet door de reactie worden geabsorbeerd. Het enige zintuig dat de beschikbare warmte kan opnemen is endotherm (omdat endotherm warmteopname betekent).
Dus om de balans naar links te laten gaan (omgekeerde reactie), moeten we een föhn gebruiken, die de temperatuur verhoogt, letter D.
Koelen in een vriezer heeft het tegenovergestelde effect van een föhn, en sproeien met waterspray verschuift ook de balans naar de ongewenste kant, omdat het de concentratie van water in het midden verhoogt.
Omwikkelen met aluminiumfolie of papier brengt in dit opzicht geen enkele noodzakelijke verandering met zich mee.
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar