Kobalt (Co): özellikleri, özellikleri, kullanımları

Kobalt, sembolü Co olan bir metaldir., atom numarası 27 ve yaklaşık atom kütlesi 59 a.mu.u'dur (atomik kütle birimleri). Dördüncü periyot ve aile 9'dadır. verir tablo Periyodik. Bu element ilk kez 1735 yılında İsveçli kimyager Georg Brandt tarafından emaye cevherine dayalı olarak saf bir metal olarak izole edildi.

İnsanlığın yaklaşık beş bin yıldır kobalt kullandığı tahmin ediliyor. Mısır seramikleri ve İran camının analizine dayanmaktadır. Günümüzde kobalt tuzları seramik pigmentlerinin üretiminde hala kullanılmaktadır ve metalurji endüstrisinde çelik türlerinin üretimi için metalik formları araştırılmaktadır. Kobalt oksitler kimya endüstrisinde katalizör olarak kullanılabilir.

Siz de okuyun: Niyobyum - metal çeşitli endüstriyel ve ticari uygulamalar

Kobalt Özeti

• Grimsi beyaz bir metaldir.

• 27 atom numarasına ve 59 a.m.u atom kütlesine sahiptir.

• +2 ve +3 oksidasyon durumlarında meydana gelebilir.

• 1735'te İsveçli kimyager Georg Brandt tarafından izole edildi.

• Mürekkep ve pigment oluşturmak için yaygın olarak kullanılır.

• Birkaç tanesinde bulunur metal alaşımları.

• B12 vitamininde bulunur.

kobalt özellikleri

• Sembol: Ortak

• sınıflandırma: dış geçiş metali

• Makarnaatomik: 59 um

• Numaraatomik: 27

• elektronegatiflik: 1,88

• izotoplar: ⁵⁹Co (doğal) ve ⁶⁰Co (sentetik)

• NoktaiçindeFüzyon: 1495 °C

• Noktaiçindekaynamak: ~2900°C

• elektronik konfigürasyon: [Hava] 4s² 3 boyutlu⁷

• Yoğunluk: 8900 kg/m³

Kobalt Özellikleri

Kobalt, grimsi beyaz bir metaldir. benzer manyetik ve fiziksel özellikler Demir ve nikel. +2 ve +3 oksidasyon durumlarında meydana gelebilir, ancak çoğu durumda +2 oksidasyon durumunda meydana gelir.

kobalt havada kararlı ve inert ve reaksiyona girmez Su, ancak tarafından saldırıya uğrayabilir asitler.

Yerkabuğunun %0,001 ila %0,002'si arasında meydana gelen, nispeten nadir bir elementtir. en bol bulunan 30. element kabuğun. Esmaltit ve kobaltit gibi 200'den fazla mineralde doğal olarak bulunur, ancak neredeyse her zaman diğer elementlerle birlikte bulunur.

kobalt tarihi

kobalt cevherleri zaten yaklaşık beş bin yıldır insanlar tarafından kullanılmaktadır. Tang (618-907) ve Ming (1368-1644) hanedanlarından Mısır çanak çömlek eserlerinde, Pers camında ve Çin cam ve porselenlerinde bulunmuştur.

Ming hanedanından Çin çanak çömlek. Mavinin tonları kobalttan oluşur.

Kobalt adı, Alman mitolojik teriminden türemiştir. kobold, hayvanlar veya goblinler şeklinde somutlaşabilen bir ruh. Şakacı, huysuz veya kaba olurdu. Bir tür kobold madenler gibi yeraltı yerlerine musallat olmasıyla ünlüydü.

kobalt hemen hemen her zaman başkalarıyla ilişkili minerallerde oluşur. metaller, gibi bakır. Böylece, şimdiye kadar bilinmeyen kobalt cevherleri, cam imalatında kullanılmaya başlandı. Asitlerle işlendiğinde, bu onlara mavimsi bir renk verdi, bilinen bir şey bakır cevherleri de yaptı.

Ancak cama eklendiğinde bu cevher aynı zamanda mavimsi bir renk garantili, bakır cevherlerinin yapmadığı bir şey. İsveçli kimyager Georg Brandt, böyle bir davranışın yeni ve gizemli bir şeyle ilişkilendirildiğini söyledi. kobalt, isme göre kobold. Bugün bu mineral zaten belirlenmiş ve esmaltit olarak adlandırılmıştır.

1735'te metalik kobaltı izole etmeyi başaran Brandt'tı. emaye ve böylece kobalt keşfi ona yatırılır.

Siz de okuyun: Yeni kimyasal elementlerin isimleri nelerdir?

Kobalt Uygulamaları

at boya ve seramik endüstrileri hala yoğun olarak kobalt tüketiyorlar. Seramik endüstrileri bunu esas olarak beyaz pigment üretimi için kullanır, ancak boya endüstrisi hala geleneksel mavi pigmenti yapmak için kullanır.

Ek olarak, kobalt yaygın olarak kullanılmaktadır. manyetik alaşımlı çelik üretimi, alnico gibi (ana kompozisyonunun kısaltması, alüminyum, nikel ve kobalt, demire ek olarak) ve ayrıca kimya endüstrisinde katalizörü organik reaksiyonlar. olduğu gibi tıpta da önemlidir. radyoterapide kanser tedavisinde kullanılan, kobalt-60 izotopu belirli iyonlaştırıcı radyasyonu (y ışınları) yayar. hücreler ve büyümesini engeller.

Bu metal aynı zamanda şarj edilebilir cihazlar için pil üretimi, çünkü şarj süresini uzatır ve ürünün şişmesini ve patlama riskini azaltarak daha güvenli ve stabil olmasını sağlar. Kobaltın da yerini alması bekleniyor. platin üretimi için hidrojen sudan yakıt, süreci daha ucuz hale getirir.

kobalt şeklinde B12 vitamini yapısında bulunur. iyonlar ortak³⁺, ve diyetler yoluyla elde edilebilir. Kobalt alımına ilişkin resmi bir tavsiye bulunmamakla birlikte, kobalt alımına yönelik tavsiyeler bulunmaktadır. vitaminisentezi gibi önemli biyokimyasal süreçlere katıldığı için amino asitler ve nükleik asitler, eritrosit oluşumuna ek olarak.

B12 vitamini bazı vakaların tedavisi için de önemlidir. anemi. Sadece et ve hayvansal ürünlerde doğal olarak bulunduğundan, vejetaryenler veya veganlar takviyesi konusunda endişe duymalıdır.

Et, balık, yumurta ve bazı süt ürünleri gibi besinler B12 vitamini açısından zengindir.

kobalt elde etmek

Kobaltın mineral kaynaklarından elde edilmesi, cevherdeki bu metalin mineralojisine ve içeriğine bağlıdır.

Ne zaman kobalt laterit cevherlerinde bulunurişlemiyle oluşan, ayrışma kimyasal geçleştirme, pirometalurjik (yüksek sıcaklıkların kullanıldığı) ve hidrometalurjik yöntemler kullanılır. İkinci durumda, cevher amonyak çözeltilerinde çözülmüş veya sülfürik asit ve daha sonra karbonat şeklinde çöktürülür.. böyle karbonatlarşimdi daha yüksek kobalt içeriğine sahip olan, daha sonra yeniden çözülür, böylece metalik kobalt elektrokimyasal yöntemlerle elde edilir.

Eritrit kristalleri, Co₃(ASO₄)₂.8H₂Ö

hakkında konuştuğumuzda sülfür kobalt cevherleri, yani içeren kükürt anayasada, kobaltın geri kazanılması için kullanılan metalurjik süreç ayrıca şunları içerir: asidik çözeltilerde cevherin çözünmesi (içinde hidroklorik asit veya sülfürik asit) ve temel (amonyak).

Bu cevherleri işlemek için endüstriyel olarak iyi bilinen bir işlem, sülfür nikel ve kobalt cevherlerinin kullanıldığı Sherritt-Gordon'dur. amonyak çözeltisi içinde yüksek sıcaklık ve basınçta çözülür, ardından gaz indirgemesi ile kobalt geri kazanılır hidrojen.

Ayrıca bakınız: Bor - yarı metal az reaktif ve hafif

Kobalt ile ilgili önlemler

Havadaki akut kobalt seviyelerine maruz kaldığımızda, toz haline getirilmiş saf metal veya tuz tozu ve kobalt oksitler yoluyla olsun, solunum problemlerinin gelişimiAkciğerde tıkanıklık, ödem ve kanamalara ek olarak ventilasyonun azalması gibi. Alerjik rinit ve atopik dermatit gibi alerjik etkilere ek olarak nazofarenks iltihabını da gözlemlemek mümkündür (bu durumda deri yoluyla maruziyet olduğunda).

zaten Kobalt yutulması gastrointestinal etkilere neden olabilirKaraciğer hasarı ve alerjik dermatite ek olarak mide bulantısı, kusma ve ishal gibi.

Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı, kobalt ve bileşiklerini insanlar için olası kanserojenler olarak sınıflandırır (Grup 2B), sonuçta, hayvan çalışmaları göstermiştir ki, kobalt nedenleri kanser doğrudan kas ve cilt üzerine yerleştirildiğinde.

B12 vitamini alımı ihtiyacına dönecek olursak, vücudumuzda bu vitaminin yokluğu veya eksikliği organizma zayıflığa, ishale, yorgunluğa, sarılığa ve diğerlerine neden olan pernisiyöz anemiye neden olabilir. semptomlar.

Kobalt üzerinde çözülmüş alıştırmalar

Soru 1 - (UFSM) Kobalt-60, ₂₇ortak⁶⁰radyoterapide, kanser tedavisinde kullanılan, bir β partikülü yayarak reaksiyona girer ve böylece şuna dönüşür:

THE) ₂₇ortak⁶¹

B) ₂₇ortak⁵⁹

Ç) ₂₈Ni⁶⁰

D) ₂₈Ni⁶⁴

VE) ₂₅Mn⁵⁶

çözüm

alternatif C

Bir β parçacığı yaymak, basitçe, element tarafından radyoaktif bir süreçte serbest bırakılacağını söylemektir. β parçacığı, çekirdekten bir nötronun bozunmasından kaynaklanan bir elektrondur ve bu nedenle ihmal edilebilir bir kütleye (yani 0) ve -1 yüke sahiptir. Süreci temsil eden denklem:

₂₇ortak⁶⁰ → _-1β⁰ + _ZX^bu

Burada Z, yeni oluşan elementin atom numarasıdır ve A, bu süreçte oluşan yeni elementin kütle numarasıdır.

Radyoaktif bir süreçte olduğu gibi, hem yükü hem de kütleyi korumalıyız, bunu çözmek için sistemi yapıyoruz:

60 = 0 + A

27 = -1 + Z

Böylece, A = 60 ve Z = 28. Bununla, ile uğraştığımız sonucuna varıyoruz. ₂₈Ni⁶⁰, C harfi

Soru 2 - (Enem) Elektronik ürünlerin satış öncesi uygun şekilde saklanmasını sağlamak için bazı firmalar bu ürünlerin ambalajlarında nem gösterge kartları kullanmaktadır. Bu kartlardan bazıları, kimyasal denkleme göre su varlığında renk değiştiren bir kobalt tuzu içerir:

CoCl₂ (ler) + 6 H₂O (g) ⇋ CoCl₂.6H₂O(lar) ΔH < 0

(Mavi pembe)

Zaten pembe renkli olan bir kartı kısa bir süre içinde yeniden kullanmaya nasıl devam edersiniz?

A) Buzdolabında soğutun.

B) Su spreyi ile püskürtün.

C) Alüminyum folyo ile sarın.

D) Saç kurutma makinesi ile ısıtıcı.

E) Kağıt peçeteye sarın.

çözüm

alternatif D

olmak için kimyasal denge, hem mavi kobalt tuzunun ürün olduğu ileri yönde hem de pembe kobalt tuzunun yeniden oluştuğu ters yönde bir reaksiyon olduğunu anlamalıyız.

CoCl notasyonu göründüğünde₂.6H₂Bir tuz için O, yapısındaki her mol tuz için 6 mol su molekülüne sahip olduğu yani hidrate olduğu (bu durumda heksahidrat) anlamına gelir. Amaç pembe renkli bir kartı yeniden kullanmaksa, ıslak değil susuz (susuz) olduğunda rengini maviye çevirmesi gerektiğini anlamalıyız.

Mavi rengi geri kazanmak için kimyasal denge CoCl tüketimine doğru sola kaydırılmalıdır.₂.6H₂CoCl'nin oluşumu ve oluşumu₂.

CoCl oluşumunun ileri yönde reaksiyonu olarak₂.6H₂O, ekzotermiktir (reaksiyonun yanındaki negatif entalpi değişimine bakın), ters yöndeki reaksiyon endotermiktir. Arttırıldığında endotermik reaksiyonlar ekzotermik reaksiyonlara göre tercih edilir. sıcaklık, çünkü bu durumlarda, sıcaklıktaki artış, ısı miktarındaki bir artışla birlikte gelir. mevcut.

nasıl, tarafından PLe Chatelier'in başlangıcı, kimyasal reaksiyon her zaman dengeyi yeniden sağlamak için bir dış etkinin etkisini azaltmaya çalışır, mevcut ısı miktarındaki bir artış reaksiyon tarafından emilmelidir. Mevcut ısıyı absorbe edebilen tek anlam endotermiktir (çünkü endotermik ısı absorpsiyonu anlamına gelir).

Yani terazinin sola gitmesi için (ters reaksiyon) sıcaklığı artıran D harfi bir saç kurutma makinesi kullanmalıyız.

Dondurucuda soğutma, saç kurutma makinesinin tam tersi etkiye sahiptir ve su spreyi ile püskürtme de ortadaki su konsantrasyonunu arttırdığı için dengeyi istenmeyen tarafa kaydırır.

Alüminyum folyo veya kağıt ile sarılması bu konuda herhangi bir gerekli değişikliği yapmaz.
Stéfano Araújo Novais tarafından
Kimya hocası