Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Кобальт



План:


Введення

Кобальт - елемент побічної підгрупи восьмий групи четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, атомний номер 27. Позначається символом Co ( лат. Cobaltum ). Проста речовина кобальт ( CAS-номер : 7440-48-4) - сріблясто-білий, злегка жовтуватий метал з рожевим або синюватим відливом. Існує в двох кристалічних модифікаціях: α-Co з гексагональної плотноупакованной гратами, β-Co з кубічної гранецентрированной гратами, температура переходу α ↔ β 427 C [1].


1. Історія

Сполуки кобальту відомі людині з глибокої давнини, сині кобальтові скла, емалі, фарби знаходять в гробницях Стародавнього Єгипту. Так в гробниці Тутанхамона знайшли багато осколків синього кобальтового скла, не відомо, чи було приготування стекол і фарб свідомим чи випадковим. Перше приготування синіх фарб відноситься до 1679

2. Походження назви

Назва хімічного елемента кобальт походить від ньому. Kobold - Домовик, гном. При випалюванні містять миш'як кобальтових мінералів виділяється летючий отруйний оксид миш'яку. Руда, що містить ці мінерали, отримала у гірників ім'я гірського духу Кобольд. Давні норвежці приписували отруєння плавильників при переплавки срібла витівок цього злого духа.

В 1735 шведський мінералог Георг Брандт зумів виділити з цього мінералу невідомий раніше метал, який і назвав кобальтом. Він з'ясував також, що з'єднання саме цього елементу офарблюють скло в синій колір - цією властивістю користувалися ще в стародавніх Ассирії та Вавилоні.


3. Знаходження в природі

Масова частка кобальту в земній корі 4 10 -3%. Кобальт входить до складу мінералів: кароліт CuCo 2 S 4, лінеїт Co 3 S 4, кобальтин CoAsS, сферокобальтіт CoCO 3, смальтін CoAs 2, скутерудит (Co, Ni) As 3 та інших. Усього відомо близько 30 кобальтосодержащіх мінералів. Кобальту супроводжують залізо, нікель, марганець і мідь. Вміст у морській воді приблизно (1,7) 10 -10%.


3.1. Родовища

Найбільший постачальник кобальту - Демократична Республіка Конго [2]. Також є багаті родовища в Канаді, США, Франції, Замбії, Казахстані, Росії.

4. Отримання

Кобальт отримують в основному з нікелевих руд, обробляючи їх розчинами сірчаної кислоти або аміаку. Також використовується методи пирометаллургии. Для відділення від близького за властивостями нікелю використовується хлор, хлорат кобальту (Co (ClO 3) 2) випадає в осад, а з'єднання нікелю залишаються в розчині.

5. Ізотопи

Кобальт має тільки один стабільний ізотоп - 59 Co ( ізотопна поширеність 100 [3] %). Відомі ще 22 радіоактивних ізотопу кобальту.

6. Фізичні властивості

Кобальт - твердий метал, що існує в двох модифікаціях. При температурах від кімнатної до 427 C стійка α-модифікація. При температурах від 427 C до температури плавлення (1494 C) стійка β-модифікація кобальту (грати кубічна гранецентрованої). Кобальт - феромагнетик, точка Кюрі 1121 C. Жовтуватий відтінок йому надає тонкий шар оксидів.


7. Хімічні властивості

7.1. Оксиди

  • На повітрі кобальт окислюється при температурі вище 300 C.
  • Стійкий при кімнатній температурі оксид кобальту представляє собою складний оксид Co 3 O 4, що має структуру шпінелі, у кристалічній структурі якого одна частина вузлів зайнята іонами Co 2 +, а інша - іонами Co 3 +; розкладається з утворенням CoO вище 900 C.
  • При високих температурах можна отримати α-форму або β-форму оксиду CoO.
  • Всі оксиди кобальту відновлюються воднем. З 3 О 4 + 4Н 2 → 3Со + 4Н 2 О.
  • Оксид кобальту (III) можна одержати, прожарюючи з'єднання кобальту (II), наприклад: 2СО (ОН) 2 + O 2 → Co 2 O 3 + Н 2 O.

7.2. Інші сполуки

  • При нагріванні, кобальт реагує з галогенами, причому з'єднання кобальту (III) утворюються тільки з фтором. 2Co + 3F 2 → 2CoF 3, але, Co + Cl 2 → CoCl 2
  • З сірої кобальт утворює 2 різних модифікації CoS. Сріблясто-сіру α-форму (при сплаву порошків) і чорну β-форму (випадає в осад з розчинів).
  • При нагріванні CoS в атмосфері сірководню виходить складний сульфід З 9 S 8
  • З іншими окислюючими елементами, такими як вуглець, фосфор, азот, селен, кремній, бор. кобальт теж утворює складні сполуки, що є сумішами де присутня кобальт зі ступенями окислення 1, 2, 3.
  • Кобальт здатний розчиняти водень, не утворюючи хімічних сполук. Непрямим шляхом синтезувати два стехіометричних гідриду кобальту Сон 2 і Сон.
  • Розчини солей кобальту CoSO 4, CoCl 2, Со (NO 3) 2 надають воді блідо-рожеве забарвлення. Розчини солей кобальту в спиртах темно-сині. Багато солі кобальту нерозчинні.
  • Кобальт створює комплексні сполуки. Найчастіше на основі аміаку.

Найбільш стійкими комплексами є лутеосолі [Co (NH 3) 6] 3 + жовтого кольору і розеосолі [Co (NH 3) 5 H 2 O] 3 + червоного або рожевого кольору.


8. Застосування

  • Легування кобальтом стали підвищує її жароміцність, покращує механічні властивості. З сплавів із застосуванням кобальту створюють обробний інструмент: свердла, різці, і.т.п.
  • Магнітні властивості сплавів кобальту знаходять застосування в апаратурі магнітного запису, а також сердечниках електромоторів і трансформаторів.
  • Для виготовлення постійних магнітів іноді застосовується сплав, який містить близько 50% кобальту, а також ванадій або хром.
  • Кобальт застосовується як каталізатор хімічних реакцій.
  • Кобальтат літію застосовується як високоефективного позитивного електрода для виробництва літієвих акумуляторів.
  • Силицид кобальту відмінний термоелектричний матеріал і дозволяє виробляти термоелектрогенератори з високим ККД.
  • Радіоактивний кобальт-60 (період напіврозпаду 5,271 року) застосовується в гамма-дефектоскопії і медицині.
  • 60 Со використовується як паливо в радіоізотопних джерелах енергії.

9. Біологічна роль

Кобальт, один з мікроелементів, життєво важливих організму. Він входить до складу вітаміну В 12 ( кобаламін). Кобальт задіяний при кровотворенні, функціях нервової системи і печінки, ферментативних реакціях. Потреба людини в кобальті 0,007-0,015 мг, щодня. У тілі людини міститься 0,2 мг кобальту на кожен кілограм маси людини. При відсутності кобальту розвивається акобальтоз.

9.1. Токсикологія

Надлишок кобальту для людини шкідливий.

У 1960-х роках солі кобальту використовувалися деякими пивоварними компаніями для стабілізації піни. Регулярно випивали більше чотирьох літрів пива в день отримували серйозні побічні ефекти на серце, і, в окремих випадках, це призводило до смерті. Відомі випадки т. н. кобальтової кардіоміопатії у зв'язку з вживанням пива відбувалися з 1964 по 1966 роки в Омасі (штат Небраска), Квебеку (Канада), Льовені (Бельгія), і Міннеаполісі (штат Міннесота). З тих пір його використання в пивоварінні припинено, і в даний час є незаконним [4] [5].

ГДК пилу кобальту в повітрі 0,5 мг / м , у питній воді допустимий вміст солей кобальту 0,01 мг / л.

Токсична доза ( LD50 для щурів) - 50 мг.

Особливо токсичні пари октакарбоніла кобальту Со 2 (СО) 8.


Примітки

  1. 1 2 Редкол.: Кнунянц І. Л. (гл. ред.) Хімічна енциклопедія: у 5 т - Москва: Радянська енциклопедія, 1990. - Т. 2. - С. 414. - 671 с. - 100000 прим .
  2. Світовий видобуток кобальту по країнах - www.indexmundi.com/en/commodities/minerals/cobalt/cobalt_t9.html
  3. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and AH Wapstra (2003). " The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties - www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf ". Nuclear Physics A 729: 3-128. DOI : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 - dx.doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  4. Різні питання - truealcohol.land.ru / misc.htm # 2
  5. Постанова Головного державного санітарного лікаря РФ від 14 листопада 2001 р. N 36 "Про введення в дію санітарних правил" (зі змінами та доповненнями) - base.garant.ru/4178234 / # 16011

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru