โคบอลต์ (Co): คุณสมบัติ ลักษณะ การใช้งาน

โคบอลต์เป็นโลหะที่มีสัญลักษณ์ Co.มีเลขอะตอม 27 และมีมวลอะตอมโดยประมาณ 59 a.mu.u (หน่วยมวลอะตอม) อยู่ในสมัยที่ 4 และตระกูล 9 ให้ โต๊ะ เป็นระยะ. องค์ประกอบนี้ถูกแยกออกเป็นครั้งแรกในฐานะโลหะบริสุทธิ์โดยนักเคมีชาวสวีเดนชื่อ Georg Brandt ในปี ค.ศ. 1735 โดยอิงจากแร่เคลือบฟัน

คาดว่ามนุษย์ใช้โคบอลต์มาประมาณห้าพันปี จากการวิเคราะห์เซรามิกอียิปต์และแก้วเปอร์เซีย ทุกวันนี้ เกลือโคบอลต์ยังคงใช้ในการผลิตเม็ดสีสำหรับเซรามิก ในขณะที่มีการสำรวจรูปแบบโลหะในอุตสาหกรรมโลหะเพื่อการผลิตเหล็กประเภทต่างๆ โคบอลต์ออกไซด์สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรมเคมีได้

อ่านด้วย: ไนโอเบียม - โลหะด้วย การใช้งานทางอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ต่างๆ

สรุปโคบอลต์

• เป็นโลหะสีขาวอมเทา

• มีเลขอะตอม 27 และมวลอะตอม 59 น.

• สามารถเกิดขึ้นได้ในสถานะออกซิเดชัน +2 และ +3

• มันถูกแยกออกโดยนักเคมีชาวสวีเดน Georg Brandt ในปี 1735

• ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการสร้างหมึกและเม็ดสี

• มันมีอยู่ในหลาย โลหะผสม.

• มีอยู่ในวิตามินบี 12

คุณสมบัติของโคบอลต์

• สัญลักษณ์: โค

• การจำแนกประเภท: โลหะทรานซิชันภายนอก

• พาสต้าอะตอม: 59 u.m.a

• จำนวนอะตอม: 27

• อิเล็กโตรเนกาติวีตี้: 1,88

• ไอโซโทป: ⁵⁹Co (ธรรมชาติ) และ ⁶⁰โค (สังเคราะห์)

• จุดในฟิวชั่น: 1495 °C

• จุดในเดือด: ~2900 องศาเซลเซียส

• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: [แอร์] 4s² 3d⁷

• ความหนาแน่น: 8900 กก./ลบ.ม.

ลักษณะของโคบอลต์

โคบอลต์เป็นโลหะสีขาวอมเทาที่มี คุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางกายภาพคล้ายกับ similar เหล็ก และ นิกเกิล. สามารถเกิดขึ้นได้ในสถานะออกซิเดชัน +2 และ +3 แต่ในกรณีส่วนใหญ่ จะเกิดขึ้นในสถานะออกซิเดชัน +2

โคบอลต์คือ มีความเสถียรในอากาศและเฉื่อยและไม่ทำปฏิกิริยากับ น้ำแต่ถูกโจมตีโดย กรด.

เป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างหายาก โดยเกิดขึ้นในช่วง 0.001% ถึง 0.002% ของเปลือกโลก โดยถือว่า ธาตุที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดลำดับที่ 30 ของเปลือกโลก มันเกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่ธาตุกว่า 200 ชนิด เช่น เอสมอลไทต์และโคบอลต์ไทต์ แต่มักพบร่วมกับธาตุอื่นๆ

ประวัติโคบอลต์

แร่โคบอลต์แล้ว ถูกใช้โดยมนุษย์มาประมาณห้าพันปี. พวกเขาถูกพบในสิ่งประดิษฐ์เครื่องปั้นดินเผาของอียิปต์, แก้วเปอร์เซีย, แก้วและเครื่องลายครามจีนจากราชวงศ์ถัง (618-907) และหมิง (1368-1644)

เครื่องปั้นดินเผาจีนสมัยราชวงศ์หมิง เฉดสีฟ้าประกอบด้วยโคบอลต์

ชื่อโคบอลต์มาจากศัพท์ในตำนานของเยอรมัน โคโบลด์วิญญาณที่สามารถเกิดขึ้นได้ในรูปของสัตว์หรือก็อบลิน เขาจะขี้เล่น อารมณ์เสีย หรือใจร้าย ประเภทของ โคโบลด์ มันมีชื่อเสียงในการหลอกหลอนสถานที่ใต้ดินเช่นเหมือง

โคบอลต์ มักเกิดขึ้นในแร่ธาตุที่เกี่ยวข้องกับผู้อื่น โลหะ, ชอบ ทองแดง. ดังนั้น แร่โคบอลต์ มาจนบัดนี้ยังไม่ทราบ เริ่มใช้ในการผลิตแก้ว. เมื่อบำบัดด้วยกรด จะทำให้พวกมันมีสีน้ำเงิน แร่ทองแดงที่รู้จักกันก็เช่นเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม เมื่อเติมลงในแก้ว แร่นี้ก็เช่นกัน รับรองเป็นสีน้ำเงิน ซึ่งแร่ทองแดงไม่ได้ทำ. เนื่องจากพฤติกรรมดังกล่าวเกี่ยวข้องกับสิ่งใหม่และลึกลับ Georg Brandt นักเคมีชาวสวีเดนจึงเรียกมันว่า โคบอลต์ตามชื่อ โคโบลด์. วันนี้แร่นี้ได้รับการพิจารณาแล้วและเรียกว่าเอสมอลไทต์

มันคือ Brandt ซึ่งในปี 1735 สามารถแยกโลหะโคบอลต์ออกได้ ของเคลือบฟัน ดังนั้นการค้นพบโคบอลต์จึงให้เครดิตกับเขา

อ่านด้วย: ชื่อขององค์ประกอบทางเคมีใหม่คืออะไร?

การประยุกต์ใช้โคบอลต์

ที่ อุตสาหกรรมสีและเซรามิก พวกเขายังคงบริโภคโคบอลต์อย่างกว้างขวาง อุตสาหกรรมเซรามิกส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตเม็ดสีขาว แต่อุตสาหกรรมสียังคงใช้เพื่อสร้างเม็ดสีน้ำเงินแบบดั้งเดิม

นอกจากนี้ โคบอลต์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายใน การผลิตเหล็กโลหะผสมแม่เหล็กเช่น alnico (ตัวย่อสำหรับองค์ประกอบหลัก อลูมิเนียม, นิกเกิลและโคบอลต์นอกเหนือจากเหล็ก) รวมทั้งในอุตสาหกรรมเคมีเช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาของ ปฏิกิริยาอินทรีย์. ก็มีความสำคัญในด้านการแพทย์เช่นกัน ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งด้วยรังสีรักษาเนื่องจากไอโซโทปโคบอลต์-60 ปล่อยรังสีไอออไนซ์ (รังสี γ) ที่สามารถทำลายบางอย่างได้ เซลล์ และขัดขวางการเติบโตของมัน

โลหะนี้ยังถูกนำมาใช้ใน การผลิตแบตเตอรี่สำหรับอุปกรณ์แบบชาร์จไฟได้เนื่องจากจะเพิ่มเวลาในการชาร์จและทำให้ผลิตภัณฑ์ปลอดภัยและมีเสถียรภาพมากขึ้น โดยลดอาการบวมและความเสี่ยงต่อการระเบิด โคบอลต์ยังคาดว่าจะมาแทนที่ แพลตตินั่ม สำหรับการผลิต ไฮโดรเจน เชื้อเพลิงจากน้ำทำให้กระบวนการถูกลง

โคบอลต์คือ มีอยู่ในรัฐธรรมนูญของวิตามินบี 12 ในรูปของ ไอออน โค³⁺และสามารถรับได้จากการรับประทานอาหาร แม้ว่าจะไม่มีคำแนะนำอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับการบริโภคโคบอลต์ แต่ก็มีคำแนะนำสำหรับการบริโภคโคบอลต์ วิตามินเนื่องจากมีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวเคมีที่สำคัญ เช่น การสังเคราะห์ กรดอะมิโน และ กรดนิวคลีอิกนอกเหนือไปจากการก่อตัวของเม็ดเลือดแดง

วิตามินบี 12 ก็มีความสำคัญต่อการรักษาผู้ป่วยบางรายเช่นกัน โรคโลหิตจาง. เนื่องจากพบได้ตามธรรมชาติในผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์และจากสัตว์เท่านั้น ผู้ที่เป็นมังสวิรัติหรือหมิ่นประมาทจึงควรกังวลเกี่ยวกับอาหารเสริม

อาหารอย่างเนื้อสัตว์ ปลา ไข่ และผลิตภัณฑ์จากนมบางชนิดนั้นอุดมไปด้วยวิตามินบี 12

รับโคบอลต์

การได้รับโคบอลต์จากแหล่งแร่ขึ้นอยู่กับแร่วิทยาและเนื้อหาของโลหะนี้ในแร่

เมื่อไหร่ โคบอลต์มีอยู่ในแร่ศิลาแลงซึ่งเกิดขึ้นจากกระบวนการของ สภาพดินฟ้าอากาศ สารเคมีของ การทำให้เป็นภายหลัง, pyrometallurgical (ซึ่งใช้อุณหภูมิสูง) และวิธีการ hydrometallurgical ในกรณีหลังแร่คือ ละลายในสารละลายแอมโมเนียหรือ กรดซัลฟูริก แล้วตกตะกอนในรูปของคาร์บอเนต. เช่น คาร์บอเนตซึ่งขณะนี้มีปริมาณโคบอลต์สูงขึ้น จะถูกละลายใหม่เพื่อให้ได้โคบอลต์ที่เป็นโลหะโดยวิธีเคมีไฟฟ้า

ผลึก Erythrite, Co₃(ASO₄)₂.8H₂โอ

เมื่อเรากำลังพูดถึง แร่ซัลไฟด์โคบอลต์, นั่นคือ, ที่ประกอบด้วย กำมะถัน ในรัฐธรรมนูญ กระบวนการทางโลหะวิทยาที่ใช้ในการกู้คืนโคบอลต์ยังเกี่ยวข้องกับ การละลายของแร่ในสารละลายที่เป็นกรด (ใน กรดไฮโดรคลอริก หรือกรดกำมะถัน) และพื้นฐาน (แอมโมเนีย).

กระบวนการที่รู้จักกันดีในอุตสาหกรรมในการบำบัดแร่เหล่านี้คือ Sherritt-Gordon ซึ่งแร่ซัลไฟด์ของนิกเกิลและโคบอลต์ ละลายในสารละลายแอมโมเนียที่อุณหภูมิและความดันสูง จากนั้นนำโคบอลต์กลับคืนมาโดยการลดก๊าซ ไฮโดรเจน

ดูด้วย: โบรอน - กึ่งโลหะมีปฏิกิริยาเล็กน้อยและเบา

ข้อควรระวังเกี่ยวกับโคบอลต์

เมื่อเราสัมผัสกับโคบอลต์ในระดับเฉียบพลันในอากาศไม่ว่าจะด้วยวิธีการบดโลหะบริสุทธิ์ หรือโดยฝุ่นเกลือและโคบอลต์ออกไซด์ เราก็สามารถมี การพัฒนาปัญหาระบบทางเดินหายใจเช่น การระบายอากาศลดลง นอกเหนือไปจากความแออัด อาการบวมน้ำ และเลือดออกในปอด นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตการอักเสบของช่องจมูก นอกเหนือไปจากผลการแพ้เช่นโรคจมูกอักเสบจากภูมิแพ้และโรคผิวหนังภูมิแพ้ (ในกรณีนี้เมื่อสัมผัสผ่านผิวหนัง)

แล้ว การกลืนกินโคบอลต์อาจทำให้เกิดผลต่อทางเดินอาหารเช่น คลื่นไส้ อาเจียน และท้องร่วง นอกเหนือไปจากความเสียหายของตับและโรคผิวหนังอักเสบจากภูมิแพ้

หน่วยงานระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยโรคมะเร็งได้จำแนกโคบอลต์และสารประกอบของโคบอลต์ว่าเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์ (กลุ่มที่ 2B) อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาในสัตว์ทดลองพบว่า สาเหตุของโคบอลต์ โรคมะเร็ง เมื่อวางลงบนกล้ามเนื้อและผิวหนังโดยตรง.

กลับไปสู่ความต้องการรับประทานวิตามินบี 12 การขาดหรือขาดวิตามินนี้ในตัวเรา สิ่งมีชีวิตสามารถทำให้เกิดโรคโลหิตจางที่เป็นอันตราย ซึ่งทำให้เกิดความอ่อนแอ ท้องร่วง เหนื่อยล้า โรคดีซ่าน และอื่นๆ อาการ.

แบบฝึกหัดแก้ไขบนโคบอลต์

คำถามที่ 1 - (UFSM) โคบอลต์-60, ₂₇โค⁶⁰ใช้ในรังสีบำบัดในการรักษามะเร็ง ทำปฏิกิริยาโดยการปล่อยอนุภาค β และด้วยเหตุนี้จึงแปรสภาพเป็น:

เดอะ) ₂₇โค⁶¹

ข) ₂₇โค⁵⁹

ค) ₂₈นิ⁶⁰

ง) ₂₈นิ⁶⁴

และ) ₂₅มิน⁵⁶

ความละเอียด

ทางเลือก C

การปล่อยอนุภาค β เป็นเพียงการบอกว่าธาตุจะถูกปล่อยออกมาในกระบวนการกัมมันตภาพรังสี อนุภาค β เป็นอิเล็กตรอนที่เกิดจากการสลายตัวของนิวตรอนจากนิวเคลียส ดังนั้นจึงมีมวลเล็กน้อย (เช่น 0) และมีประจุ -1 สมการเพื่อเป็นตัวแทนของกระบวนการคือ:

₂₇โค⁶⁰ → _-1β⁰ + _ZX^THE

โดยที่ Z คือเลขอะตอมของธาตุที่ก่อตัวใหม่ และ A คือเลขมวลของธาตุใหม่ที่เกิดขึ้นในกระบวนการนี้

ในกระบวนการกัมมันตภาพรังสี เราต้องรักษาทั้งประจุและมวล เพื่อแก้ปัญหานี้ เราสร้างระบบ:

60 = 0 + A

27 = -1 + Z

ดังนั้น A = 60 และ Z = 28 ด้วยเหตุนี้เราจึงสรุปได้ว่าเรากำลังเผชิญกับ ₂₈นิ⁶⁰, จดหมาย C.

คำถามที่ 2 - (ศัตรู) เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการจัดเก็บอย่างเหมาะสมก่อนการขาย บางบริษัทใช้การ์ดแสดงความชื้นบนบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ การ์ดเหล่านี้บางส่วนมีเกลือโคบอลต์ที่เปลี่ยนสีเมื่อมีน้ำตามสมการทางเคมี:

CoCl₂ (ส) + 6 H₂O (g) ⇋ CoCl₂.6H₂O(s) ΔH < 0

(ชมพูฟ้า)

คุณจะนำการ์ดที่เป็นสีชมพูไปใช้ซ้ำในช่วงเวลาสั้นๆ ได้อย่างไร

ก) แช่ในช่องแช่แข็ง

ข) ฉีดพ่นด้วยละอองน้ำ

C) ห่อด้วยกระดาษฟอยล์อลูมิเนียม

D) เครื่องทำความร้อนพร้อมเครื่องเป่าผม

จ) ห่อด้วยกระดาษเช็ดปาก

ความละเอียด

ทางเลือก D

สำหรับการเป็น สมดุลเคมีเราต้องเข้าใจว่ามีทั้งปฏิกิริยาในทิศทางไปข้างหน้าซึ่งเกลือโคบอลต์สีน้ำเงินเป็นผลิตภัณฑ์และในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งเกลือโคบอลต์สีชมพูก่อตัวขึ้นอีกครั้ง

เมื่อสัญลักษณ์ CoCl ปรากฏขึ้น₂.6H₂O สำหรับเกลือ หมายความว่ามีโมเลกุลของน้ำ 6 โมลสำหรับเกลือทุกโมลในโครงสร้าง กล่าวคือ เป็นไฮเดรต (ในกรณีนี้คือเฮกซาไฮเดรต) หากวัตถุประสงค์คือการนำการ์ดที่เป็นสีชมพูกลับมาใช้ใหม่ เราต้องเข้าใจว่าควรเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำเงินเมื่อไม่เปียกแต่ไม่มีน้ำ (ไม่มีน้ำ)

ในการคืนสภาพสีน้ำเงิน สมดุลเคมีต้องเลื่อนไปทางซ้ายเพื่อการบริโภค CoCl₂.6H₂และการก่อตัวของCoCl₂.

เป็นปฏิกิริยาในทิศทางไปข้างหน้าของการก่อตัวของCoCl₂.6H₂O เป็นคายความร้อน (ดูที่การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีเชิงลบที่อยู่ถัดจากปฏิกิริยา) ปฏิกิริยาในทิศทางย้อนกลับคือการดูดความร้อน ปฏิกิริยาดูดความร้อนได้รับการสนับสนุนมากกว่าปฏิกิริยาคายความร้อนเมื่อเพิ่ม อุณหภูมิ เพราะในกรณีเหล่านี้ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมาพร้อมกับปริมาณความร้อนที่เพิ่มขึ้น ใช้ได้

โดย พีจุดเริ่มต้นของ Le Chatelierปฏิกิริยาเคมีมักจะพยายามลดผลกระทบของการกระทำภายนอกเพื่อคืนความสมดุล การเพิ่มขึ้นของปริมาณความร้อนที่มีอยู่จะต้องถูกดูดซับโดยปฏิกิริยา สัมผัสเดียวที่สามารถดูดซับความร้อนที่มีอยู่คือการดูดกลืนความร้อน (เพราะดูดความร้อนหมายถึงการดูดซับความร้อน)

ดังนั้นเพื่อให้เครื่องชั่งอยู่ทางด้านซ้าย (ปฏิกิริยาย้อนกลับ) เราต้องใช้เครื่องเป่าผมซึ่งเพิ่มอุณหภูมิตัวอักษร D

การทำความเย็นในช่องแช่แข็งมีผลตรงกันข้ามกับเครื่องเป่าผม และการพ่นด้วยสเปรย์น้ำยังเปลี่ยนความสมดุลไปทางด้านที่ไม่ต้องการ เนื่องจากจะเพิ่มความเข้มข้นของน้ำที่อยู่ตรงกลาง

การห่อด้วยกระดาษฟอยล์อลูมิเนียมหรือกระดาษไม่ได้ทำการเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่จำเป็นในเรื่องนี้
โดย Stefano Araújo Novais
ครูสอนเคมี