Kobalt

Kobalt

żelazo ← kobalt → nikiel
– ↑ Co ↓ Rh 27 Co
Wygląd
niebieskawoszary
Widmo emisyjne kobaltu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	kobalt, Co, 27 (łac. cobaltum)
Grupa, okres, blok	9, 4, d
Stopień utlenienia	II, III
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	58,933194(3) u
Stan skupienia	stały
Gęstość	8,9 g/cm³ (20 °C)
Temperatura topnienia	1495 °C
Temperatura wrzenia	2927 °C
Numer CAS	7440-48-4
PubChem	104730
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 135 (obl. 152) pm 126 pm Konfiguracja elektronowa [Ar]3d74s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 15, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,88 1,70 Potencjały jonizacyjne I 760,4 kJ/mol II 1648 kJ/mol III 3232 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 376,5 kJ/mol Ciepło topnienia 16,19 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 175 Pa (1768 K) Konduktywność 17,2×106 S/m Ciepło właściwe 420 J/(kg·K) Przewodność cieplna 100 W/(m·K) Układ krystalograficzny heksagonalny Twardość • w skali Mohsa 5 Prędkość dźwięku 4720 m/s (293,15 K) Objętość molowa 6,67×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 56Co {syn.} 77,27 dnia w.e. 4,566 56Fe 57Co {syn.} 271,79 dnia w.e. 0,836 57Fe 58Co {syn.} 70,86 dnia w.e. 2,307 58Fe 59Co 100% stabilny izotop z 32 neutronami 60Co {syn.} 5,2714 roku β−, γ, γ 2,824 60Ni
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-05] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Niebezpieczeństwo Zwroty H H317, H334, H413 Zwroty P P261, P280, P342+P311 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Szkodliwy (Xn) Zwroty R R42/43, R53 Zwroty S S2, S22, S24, S37, S61 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 2 3   Numer RTECS GF8750000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Kobalt (Co, łac. cobaltum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych układu okresowego.

Ma 26 izotopów z przedziału mas 50–75. Trwały jest tylko izotop 59, który stanowi 100% naturalnego kobaltu.

Został odkryty w roku 1735 przez Georga Brandta. Nazwa wywodzi się od kobolda, złego ducha, krasnala lub gnoma, rzekomo podrzucającego rudę bezwartościowego wówczas kobaltu w miejsce skradzionej rudy srebra.

Czysty kobalt jest lśniącym, srebrzystym metalem o własnościach ferromagnetycznych. Jest stosowany jako dodatek do stopów magnetycznych.

Występowanie

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 15–30 ppm, w postaci różnych minerałów m.in. smaltynu, kobaltynu oraz skutterudytu. Występuje najczęściej w postaci siarczków oraz arsenków w towarzystwie siarczków żelaza, pirytu (FeS₂) oraz pirotynu (FeS). W postaci metalicznej w przyrodzie nie występuje.

Najbogatsze poznane złoża znajdują się w Afryce w Pasie Miedzionośnym znajdującym się na terenie Zambii i Demokratycznej Republiki Konga. Demokratyczna Republika Konga jest państwem posiadającym największe zasoby kobaltu, które szacuje się na 3400 tys. ton, czyli 49% światowych zasobów tego pierwiastka. Pozostała część wydobycia pochodzi z: Kanady, Kuby, Brazylii, Maroka, Botswany, Zimbabwe, Republiki Południowej Afryki, Rosji, Chin, Indonezji, Australii i Vanuatu.

Istnieją również nieeksploatowane dotąd złoża kobaltu znajdujące się na dnie oceanicznym. Do jednych z najbardziej znanych obszarów, które mogą w przyszłości mieć znaczenie komercyjne, należy pole konkrecjonośne Clarion-Clipperton znajdujące się na Pacyfiku. Znajdujące się tylko w tym regionie pokłady kobaltu szacuje się na 78 milionów ton, a te zidentyfikowane na dnie oceanów łącznie na 120 milionów ton. Dla porównania zasoby znajdujące się na lądzie są szacowane przez United States Geological Survey na jedyne 25 milionów ton.

Zastosowanie

Kobalt jest składnikiem niektórych stopów o wysokich parametrach (tzw. nadstopy), ponieważ wyróżnia się wysoką temperaturą topnienia wynoszącą 1495°C oraz dobrą stabilnością wymiarową w wysokich temperaturach. Stopy te znajdują zastosowanie w przemysłach takich jak lotniczy oraz kosmiczny.

W postaci metalicznej lub jako tlenek jest składnikiem elektrod akumulatorów litowo-jonowych, niklowo-kadmowych i niklowo-metalowo-wodorkowych. W akumulatorach litowo-jonowych kobalt występuje zazwyczaj w postaci tlenków, najczęściej LiCoO₂ lub LiNiMnCoO₂, pełniąc rolę materiału budującego katodę. Jest to aktualnie wiodący obszar zastosowań tego pierwiastka.

Kobalt znajduje zastosowanie w przemyśle katalitycznym, ze względu na możliwość tworzenia związków kompleksowych oraz faktu, że występuje na kilku stopniach utlenienia.Kompleksy karbonylkowe i fosfinowe są stosowane jako katalizatory wielu reakcji organicznych.

Niesymetryczne sole kobaltu np. K
3CoO
4 mają silne własności ferromagnetyczne i piezoelektryczne i są wykorzystywane w elektronice.

Przed wiekiem XIX kobalt był używany przeważnie jako barwnik. Od czasów średniowiecza używa się go do produkcji niebieskiego szkła. Barwa niebieska powstaje w wyniku zmieszania smaltynu rozgrzanego gorącym powietrzem, kwarcu oraz węglanu potasu. Tak otrzymuje się barwnik – smaltę. W 1780 roku Sven Rinman odkrył zieleń kobaltową, a w 1802 Louis Jacques Thénard błękit kobaltowy (błękit Thénarda). Błękit Thénarda, glinian kobaltu oraz zieleń kobaltowa (mieszanina tlenku kobaltu (II) oraz tlenku cynku) były używane jako barwniki przy tworzeniu obrazów z powodu trwałości. Roztwory soli kobaltu (II) i (III) mają intensywną krwisto-czerwoną i niebieską barwę i są używane jako pigmenty farb oraz służą do barwienia ceramiki.

Radioizotop Kobalt-60 (60
Co) jest użytecznym źródłem promieniowania gamma. Izotop ten, o czasie połowicznego rozpadu 5,2714 lat, jest względnie łatwo otrzymywany w użytecznych ilościach poprzez bombardowanie neutronami stabilnego izotopu 59
Co. Kobalt-60 używany jest w medycynie przy radioterapii (bomba kobaltowa) oraz sterylizacji sprzętu medycznego i odpadów medycznych, do utrwalania żywności, a także w przemyśle między innymi do prześwietlania spawów i kontroli poziomu napełnienia zbiorników.

Znaczenie biologiczne

Kobalt jest jednym z mikroelementów, obecnym w centrach reaktywnych kilku enzymów. Zapotrzebowanie dobowe na ten pierwiastek jest jednak bardzo małe – 0,05 ppm. Wchodzi również w skład kobalaminy (witaminy B₁₂). Jest niezbędny roślinom motylkowym żyjącym w symbiozie z bakteriami brodawkowymi, jego niedobór powoduje zahamowanie procesu wiązania azotu. Niedobór u ludzi i zwierząt powoduje zaburzenia procesu krzepnięcia krwi.

Zobacz też

• bomba kobaltowa

Linki zewnętrzne

• Miejsce chemii nieorganicznej w medycynie. Ten skromny kobalt… artykuł z Postępów Farmacji ISSN 2084-3569.

b