Cobalt

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Cobalt (dezambiguizare) .

Cobalt
27 Co                                                                                                                                                                                                                                               fier ← cobalt → nichel
Aspect
metal gri
Linia spectrală
Generalitate
Numele, simbolul, numărul atomic	cobalt, Co, 27
Serie	metale de tranziție
Group , perioada , bloc	9 , 4 , d
Densitate	8 900 kg / m³
Duritate	5.0
Configurare electronică
Termen spectroscopic	4 F 9/2
Proprietăți atomice
Greutate atomica	58.933195 (5)
Raza atomică (calc.)	135 (152) pm
Raza covalentă	126 pm
Configurare electronică	[ Ar ] 3d 7 4s 2
și - pentru nivelul de energie	2, 8, 15, 2
Stări de oxidare	2 , 3 ( amfoteric )
Structură cristalină	hexagonal
Proprietăți fizice
Stare a materiei	solid ( feromagnetic )
Punct de fuziune	1 768 K (1 495 ° C )
Punct de fierbere	3 200 K (2930 ° C)
Volumul molar	6,67 × 10 −6 m³ / mol
Entalpia vaporizării	376,5 kJ / mol
Căldura de fuziune	16,19 kJ / mol
Presiunea de vapori	175 Pa a 1 768 K
Viteza sunetului	4 720 m / s la 293,15 K
Alte proprietăți
numar CAS	7440-48-4
Electronegativitate	1.88 ( scara Pauling )
Căldura specifică	420 J / (kg K)
Conductibilitate electrică	17,2 × 10 6 / ( m Ω )
Conductivitate termică	100 W / (m K)
Energia primei ionizări	760,4 kJ / mol
A doua energie de ionizare	1 648 kJ / mol
A treia energie de ionizare	3 232 kJ / mol
Energia celei de-a patra ionizări	4 950 kJ / mol
Izotopi mai stabili
iso N / A TD DM DE DP 56 Co sintetic 77,27 zile ε 4.566 56 Fe 57 Co sintetic 271,79 zile ε 0,836 57 Fe 58 Co sintetic 70,86 zile ε 2.307 58 Fe 59 Co 100% Co este stabil cu 32 de neutroni 60 Co sintetic 5,2714 ani β - 2.824 60 Ni
ISO: izotop NA: abundență în natură TD: timp de înjumătățire DM: modul de descompunere DE: energia de descompunere în MeV DP: produs de descompunere

Cobaltul este elementul chimic cu numărul atomic 27 și simbolul său este Co.

Numele derivă probabil din grecescul kobalos , traductibil ca goblin (dar vezi și kobold ), „kobolt” în germană, dat de minerii germani care au dat vina pe goblini pentru că i-au lăsat să găsească un metal inutil în loc de argint ^[1] .

Caracteristici

Este un element alb-argintiu, feromagnetic și foarte dur. Cobaltul metalic este de obicei un amestec de două structuri cristalografice diferite: hcp și fcc , cu o temperatură de tranziție de la hcp la fcc de 722 K. Configurația stabilă termodinamic este deci cea hexagonală, chiar dacă din punct de vedere tehnologic este ușor de obținut alotropul cub ( de exemplu realizând pelicule subțiri de cobalt). Este adesea asociat cu nichel și ambele sunt componente caracteristice ale fierului meteoric . Temperatura sa Curie este 1 233 K cu magnetoni 1,6 ~ 1,7 Bohr per atom . Cobaltul are o permeabilitate magnetică relativă egală cu două treimi din cea a fierului .

Cobaltul este inert din punct de vedere chimic; la temperatura camerei este stabil în raport cu aerul și apa ; este atacat încet de acizii clorhidric (HCI) și sulfuric (H ₂ SO ₄ ). Stările de oxidare pe care cobaltul le poate presupune sunt +2, +3 și (rar) +1.

⁶⁰ Co, un izotop radioactiv care emite raze gamma artificiale, este utilizat în tratamentul multor tipuri de cancer .

Mamiferele au nevoie de cantități mici de săruri de cobalt în dieta lor.

Aplicații

Același subiect în detaliu: terapia cu telecobalt .

Cobaltul și sărurile sale sunt utilizate în numeroase sectoare și aplicații.

• Aliaje metalice , cum ar fi de exemplu
  • cele utilizate în construcția de turbine pentru motoare de aeronave;
  • aliaje cu rezistență ridicată la coroziune și uzură;
  • aliaje pentru producția de bijuterii din aur;
  • oțeluri de scule de mare viteză;
  • unelte din metal dur (numite și „ca diamantul ” sau Widia );
• Liant pentru sinterizare
  • unelte diamantate obținute prin încorporarea particulelor de diamant într-o matrice metalică prin sinterizare. În acest fel se obține o placă metalică, numită sectorul diamantului, capabilă să taie materiale din piatră dură, cum ar fi granitul. De asemenea, este posibil să tăiați materiale moi, cum ar fi marmura, dar este de preferat să utilizați instrumente obținute prin depunere electrolitică în cazul în care diamantul este blocat pe suport prin încorporarea acestuia în nichelul care este depus pe corpul sculei.
• Magneți și medii magnetice pentru înregistrări, aliate cu Fe (CoFe, material dur magnetic cu remanență redusă) și aliaj cu Al și Ni ( Alnico , material dur magnetic cu remanență mare)
• Catalizatori pentru industria petrochimică și chimică
• Material de acoperire pentru electrodepunere ( galvanizare ), datorită aspectului său, rezistenței și durității sale.
• Compuși de deshidratare pentru vopsele, lacuri și cerneluri
• Pulberi pentru acoperire cu porțelan și smalț
• Pigmenți: albastru de cobalt și verde de cobalt
• Electrozi pentru baterii auto
• Pentru construcția catodelor unor supape termionice speciale destinate utilizărilor HiFi de cel mai înalt nivel. Aceste tuburi speciale (foarte scumpe) au distincția unică de a emite o lumină verzuie, în locul portocaliei incandescente obișnuite tipice altor tipuri de tuburi „normale”.
• A fost teoretizată crearea așa-numitei bombe de cobalt, în care, în momentul exploziei, neutronii rapidi produși de fuziunea termonucleară bombardează cobaltul transmutându-l în radioactiv și apoi dispersându-l în cadere.

Cobalt-60 , radioactiv , este utilizat ca sursă de raze gamma

• se utilizează în radioterapie
• este utilizat pentru sterilizarea alimentelor prin radiații ( pasteurizare la rece)
• este utilizat în radiografia industrială pentru detectarea anomaliilor structurale în produsele metalice.
• este folosit pentru a măsura nivelul oțelului lichid din matriță în procesul de turnare continuă combinat cu un scintilator

Utilizarea sa ca trasor radioactiv este larg răspândită deoarece este ușor de produs; se obține prin expunerea cobaltului natural la neutronii produși de un reactor nuclear.

• 

  Obiecte din sticlă de cobalt (de aici și culoarea albastră)

• 

  Albastru de cobalt

• 

  Verde de cobalt

• 

  Cobalt-60

Biologie

Cobaltul se găsește în multe organisme vii , inclusiv în oameni. Un conținut de cobalt de 0,13 până la 0,30 părți pe milion în sol îmbunătățește semnificativ sănătatea păsărilor. Cobaltul este un element fundamental în vitamina B12 .

fundal

Cobaltul este cunoscut din cele mai vechi timpuri pentru compușii săi care colorau sticla cu un albastru foarte frumos. George Brandt (1694-1768) este considerat descoperitorul cobaltului: data descoperirii variază în funcție de sursă, dar este între 1730 și 1737 . El a putut arăta că cobaltul a fost sursa culorii albastre din sticlă, care anterior a fost atribuită bismutului prezent împreună cu cobaltul. În secolul al XIX-lea , albastrul de cobalt a fost produs de norvegianul Blaafarveværket (70-80% din producția mondială), urmat de producția industrialului german Benjamin Wegner . În 1938, John Livingood și Glenn Seaborg au descoperit cobalt-60 .

Cuvântul cobalt derivă din limba germană kobalt sau kobold , adică spirit rău (minerii au numit minereul de cobalt în acest fel, deoarece este otrăvitor și poate contamina alte minerale, cum ar fi nichelul ). Potrivit altora, poate proveni din grecescul kobalos , care înseamnă elf : este posibil ca cuvintele kobold , goblin și cobalt să aibă toate aceeași etimologie .

Disponibilitate

Cobaltul nu se găsește într-o stare metalică pură, ci doar ca mineral și nu este extras singur, ci ca produs secundar al extracției de cupru sau nichel . Cele mai importante minerale de cobalt sunt Heterogenite , ^[2] cobaltit , erythrite , glaucodotus și skutterudite . Cei mai mari producători de cobalt din lume sunt Republica Democrată Congo ^[2] , China , Zambia , Rusia și Australia .

Mari producători de cobalt în 2019 [3]
Poziţie	țară	Producție (tone)
1	RD Congo	100000
2	Rusia	6300
3	Australia	5740
4	Filipine	5100
5	Cuba	3800
6	Madagascar	3400
7	Canada	3340
8	Papua Noua Guinee	2910
9	China	2500
10	Maroc	2300

Compuși

Având în vedere numeroasele stări de oxidare , în natură există mulți compuși de cobalt. Oxizii sunt antiferomagnetici la temperaturi scăzute: CoO ( temperatura Néel : 291 K) și Co ₃ O ₄ (temperatura Néel: 40 K).

Izotopi

Cobaltul natural este compus dintr-un singur izotop stabil, ⁵⁹ Co. 22 radioizotopi de cobalt au fost catalogați, dintre care cei mai stabili sunt ⁶⁰ Co cu un timp de înjumătățire de 5,2714 ani, ⁵⁷ Co cu 271,79 zile, ⁵⁶ Co cu 77,27 zile și ⁵⁸ Co cu 70,86 zile. Toate celelalte au timp de înjumătățire mai mic de 18 ore, iar majoritatea mai puțin de o secundă. Cobaltul are, de asemenea, 4 meta stări , toate cu timp de înjumătățire mai mic de 15 minute.

Greutatea atomică a izotopilor de cobalt variază de la 50 ( ⁵⁰ Co) la 73 ( ⁷³ Co). Modul principal de descompunere înainte de cel mai abundent izotop stabil, ⁵⁹ Co, este captarea electronilor , în timp ce dincolo de ⁵⁹ Co, cel mai frecvent mod de descompunere este beta . Cel mai frecvent produs de descompunere înainte de ⁵⁹ Co sunt izotopii de fier , în timp ce după acesta decaderea dă izotopi de nichel .

Precauții

Simboluri de pericol chimic
Pericol
fraze H	334 - 317 - 413 [4]
Expresii R.	R 42 / 43-53
sfat P	261 - 280 - 342 + 311 [5]
Fraze S.	S 2-22-24-37-61
Produsele chimice trebuie manipulat cu precauție
Avertizări

Pulberea de cobalt se poate aprinde spontan în aer. Compușii cobaltului trebuie tratați cu precauție, având în vedere toxicitatea lor ușoară.

Radioactiv ⁶⁰ Co este un puternic emițător de raze gamma, astfel încât expunerea la acesta crește riscul de cancer. Ingerat, este eliminat din țesuturi doar încet. ⁶⁰ Co poate fi produs pornind de la nichel și izotopi stabili de cobalt ca urmare a iradierii neutronilor atât în reactoarele nucleare, cât și în cazul utilizării armelor nucleare pentru neutronii emiși de aceștia. Există (pur teoretic) arme nucleare special concepute pentru a crește cantitatea de ⁶⁰ Co dispersată în mediu prin cădere .

Notă

Bibliografie

• Francesco Borgese, Elementele din tabelul periodic. Descoperire, proprietăți, utilizări. Handbook chimice, fizice, geologice , Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1 .
• R. Barbucci, A. Sabatini și P. Dapporto, Tabel periodic și proprietăți ale elementelor , Florența, Edizioni V. Morelli, 1998 (arhivat din original la 22 octombrie 2010) .

Elemente conexe

• Azotat de cobalt
• Sulfat de cobalt
• Bombă de cobalt
• Stellite

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « cobalt »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe cobalt

linkuri externe

• Cobalto , pe Treccani.it - ​​Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
• (EN) Cobalt , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( EN , FR ) Cobalt , pe Enciclopedia canadiană .
• (EN) Cobalt , pe periodic.lanl.gov, Laboratorul Național Los Alamos .
• (EN) Cobalt , pe WebElements.com.
• (EN) Cobalt , pe EnvironmentalChemistry.com.
• (EN) Persoanele afectate de radiația Cobalt 60 să dea în judecată despăgubiri , pe terraper.org. Adus la 13 ianuarie 2005 (arhivat din original la 23 octombrie 2003) .
• ( RO ) Londra sărbătorește 50 de ani de radioterapie Cobalt-60 ( PDF ), pe caro-acro.ca . Adus la 3 octombrie 2007 (arhivat din original la 27 septembrie 2007) .

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei