Come si estrae il cobalto. metallo cobalto

Il cobalto è un metallo duro che esiste in due modifiche. A temperature dalla temperatura ambiente a 427 °C, la modifica b è stabile. A temperature da 427 ° C al punto di fusione (1494 ° C), la modifica β del cobalto è stabile (reticolo cubico a facce centrate). Il cobalto è un ferromagnetico, punto di Curie 1121 °C.

È un metallo lucido simile al ferro con un peso specifico di 8,8. Il suo punto di fusione è leggermente superiore a quello del nichel. Il cobalto è molto malleabile. Ha maggiore durezza e resistenza rispetto all'acciaio. È ferromagnetico e solo oltre 10.000 va in una modifica che non ha la capacità di essere magnetizzato.

Un sottile strato di ossidi gli conferisce una tinta giallastra.

A temperatura ordinaria e fino a 417 °C, il reticolo cristallino del Cobalto è esagonale compatto (con periodi a = 2.5017E, c = 4.614E), al di sopra di questa temperatura il reticolo del Cobalto è cubico a facce centrate (a = 3.5370E ). Raggio atomico 1.25E, raggi ionici Co 2+ 0.78E e Co 3+ 0.64E. Densità 8,9 g/cm 3 (a 20°C); t pl 1493°C, t bp 3100°C. Capacità termica 0,44 kJ/(kg K) o 0,1056 cal/(g °C); conducibilità termica 69,08 W/(m K), ovvero 165 cal/(cm sec °C) a 0-100 °C. Resistività elettrica 5,68 10 -8 ohm m, o 5,68 10 -6 ohm cm (a 0 °C). Il cobalto è ferromagnetico e mantiene il ferromagnetismo dalle basse temperature al punto di Curie, H = 1121 °C. Le proprietà meccaniche del cobalto dipendono dal metodo di lavorazione meccanica e termica. Resistenza alla trazione 500 MN / m 2 (o 50 kgf / mm 2) per Cobalto forgiato e ricotto; 242-260 MN/m 2 per getto; 700 MN/m 2 per filo. Durezza Brinell 2,8 Gn / m 2 (o 280 kgf / mm 2) per metallo incrudito, 3,0 Gn / m 2 per elettrolisi depositata; 1,2-1,3 Gn / m 2 per ricotto.

Proprietà chimiche del cobalto

La configurazione dei gusci elettronici esterni dell'atomo di cobalto è 3d 7 4s 2 . Nei composti, il cobalto mostra una valenza variabile. Nei composti semplici, il Co(II) è il più stabile; nei composti complessi, il Co(III). Per Co(I) e Co(IV), sono stati ottenuti solo pochi composti complessi. A temperature ordinarie il cobalto compatto è resistente all'acqua e all'aria. Il cobalto finemente frantumato, ottenuto per riduzione del suo ossido con idrogeno a 250 °C (cobalto piroforico), si accende spontaneamente all'aria trasformandosi in CoO. Il cobalto compatto inizia ad ossidarsi in aria sopra i 300°C; al calore rosso, decompone il vapore acqueo: Co + H 2 O \u003d CoO + H 2. Il cobalto si combina facilmente con gli alogeni quando riscaldato, formando alogenuri COX 2. Quando riscaldato, il cobalto interagisce con S, Se, P, As, Sb, C, Si, B e la composizione dei composti risultanti a volte non soddisfa gli stati di valenza di cui sopra (ad esempio, Co 2 P, Co 2 As, CoSb 2, Co3C, CoSi3). Negli acidi cloridrico e solforico diluiti, il cobalto si dissolve lentamente con il rilascio di idrogeno e la formazione di CoCl 2 cloruro e CoSO 4 solfato, rispettivamente. L'acido nitrico diluito dissolve il cobalto con il rilascio di ossidi di azoto e la formazione di nitrato Co(NO 3) 2 . HNO 3 concentrato passiva il cobalto. Questi sali di Co(II) sono altamente solubili in acqua [a 25°C, 100 g di acqua sciolgono 52,4 g di CoCl 2 , 39,3 g di CoSO 4 , 136,4 g di Co(NO 3) 2 ]. Gli alcali caustici precipitano l'idrossido blu Co (OH) 2 da soluzioni di sali di Co 2+, che gradualmente diventa marrone a causa dell'ossidazione da parte dell'ossigeno atmosferico a Co (OH) 3. Il riscaldamento in ossigeno a 400-500 ° C converte il CoO in ossido-ossido nero Co 3 O 4 o CoO · Co 2 O 3, un composto di tipo spinello. Un composto dello stesso tipo CoAl 2 O 4 o CoO Al 2 O 3 blu (thenar blue, scoperto nel 1804 da L. J. Tenard) si ottiene calcinando una miscela di CoO e Al 2 O 3 ad una temperatura di circa 1000 °C

Dei semplici composti di Co(III), se ne conoscono solo pochi. Sotto l'azione del fluoro sulla polvere Co o CoCl 2 a 300-400 ° C, si forma il fluoruro marrone CoF 3. I composti complessi di Co (III) sono molto stabili e facilmente ottenibili. Ad esempio, KNO 2 precipita esanitrocobaltato di potassio giallo scarsamente solubile (III) K 3 da soluzioni di sali di Co (II) contenenti CH 3 COOH. Le cobaltammine (l'antico nome di cobaltiaci) sono molto numerose: composti complessi di Co (III) contenenti ammoniaca o alcune ammine organiche.

L'acqua e l'aria a temperature ordinarie non hanno alcun effetto sul cobalto compatto, ma in uno stato finemente suddiviso ha proprietà piroforiche. Negli acidi diluiti, come cloridrico o solforico, il cobalto si dissolve molto più difficilmente, il che corrisponde alla sua posizione nella serie elettrochimica di tensioni a destra del ferro (il suo potenziale normale è -0,28 V). L'acido nitrico diluito dissolve facilmente il cobalto, mentre è passivato dall'azione dell'HNO3 concentrato. Forma composti più spesso nello stato di ossidazione +2, meno spesso nello stato di ossidazione +3 e molto raramente negli stati di ossidazione +1, +4 e +5.

Quando viene riscaldato all'aria, il Co si ossida e al calore bianco brucia a Co 3 O 4 . Quando riscaldato, il cobalto si combina con molte altre sostanze e la sua reazione con S, P, As, Sb, Sn e Zn è spesso accompagnata dall'accensione. Quando fuso con il silicio, Co forma una varietà di composti. Ad alte temperature si combina anche con il boro, ma non reagisce con l'azoto. Il cobalto forma facilmente composti con alogeni. Con ferro e nichel, oltre che con cromo e manganese, forma soluzioni solide in qualsiasi rapporto. In relazione al carbonio, il cobalto si comporta allo stesso modo del ferro; tuttavia, quando i fusi carboniosi vengono raffreddati, il carburo Co 3 C non viene mai rilasciato (sebbene, secondo Ruff, la sua esistenza nel fuso sia probabile); se il contenuto di carbonio supera i limiti di esistenza della soluzione solida, il carbonio in eccesso viene sempre precipitato come grafite. Sotto l'azione di CH4 o CO su cobalto metallico finemente suddiviso a basso riscaldamento (inferiore a 225°), secondo Bar, si forma il composto Co2C, che si decompone a temperature più elevate. La decomposizione catalitica di CH 4 e CO sotto l'azione del cobalto avviene solo a tali temperature quando il carburo diventa instabile

Co + 2HCl (razb.) + t \u003d CoCl 2 + H 2

Co + H 2 SO 4 (razb.) + t \u003d CoSO 4 + H 2

3Co + 8HNO 4 (razb.) + t \u003d 3Co (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

4Co + 4NaOH + 3O2 +t= 4NaCoO2 + 2H2O

2Co+O2+t=2CoO

Ricevuta

Il cobalto è un metallo relativamente raro, e i giacimenti in esso ricchi sono ormai praticamente esauriti. Pertanto, le materie prime contenenti cobalto (spesso si tratta di minerali di nichel contenenti cobalto come impurità) vengono prima arricchite e da esse si ottiene un concentrato.

Questa lega viene poi lisciviata con acido solforico. A volte, per estrarre il cobalto, viene eseguita la lisciviazione "cumulo" di acido solforico del minerale originale (il minerale frantumato viene posto in alti cumuli su apposite piattaforme di cemento e questi cumuli vengono versati con una soluzione di lisciviazione dall'alto).

L'estrazione viene sempre più utilizzata per purificare il cobalto dalle impurità che lo accompagnano.

Il compito più difficile nella purificazione del cobalto dalle impurità è la separazione del cobalto dal nichel, che gli è più vicino nelle proprietà chimiche.

2CoCl 2 + NaClO + 4NaOH + H 2 O \u003d 2Co (OH) 3 v + 5NaCl

Il precipitato nero Co(OH) 3 viene calcinato per rimuovere l'acqua e l'ossido risultante Co 3 O 4 viene ridotto con idrogeno o carbonio. Il cobalto metallico contenente fino al 2-3% di impurità (nichel, ferro, rame) può essere purificato mediante elettrolisi.

Formazione di composti di cobalto

· Se riscaldato, il cobalto reagisce con gli alogeni ei composti di cobalto (III) si formano solo con il fluoro. 2Co + 3F 2 > CoF 3, ma, Co + Cl 2 > CoCl 2

· Con lo zolfo, il cobalto forma 2 diverse modificazioni di CoS. Forma b grigio-argento (quando le polveri sono fuse) e forma b nera (precipitati dalle soluzioni).

Quando il CoS viene riscaldato in un'atmosfera di idrogeno solforato, si ottiene il solfuro complesso Co 9 S 8

· Con altri elementi ossidanti quali carbonio, fosforo, azoto, selenio, silicio, boro. il cobalto forma anche composti complessi, che sono miscele in cui il cobalto è presente con stati di ossidazione 1, 2, 3.

Il cobalto è in grado di dissolvere l'idrogeno senza formare composti chimici. Due idruri di cobalto stechiometrici CoH 2 e CoH sono stati sintetizzati indirettamente.

· Soluzioni di sali di cobalto CoSO 4 , CoCl 2 , Co (NO 3) 2 conferiscono all'acqua un colore rosa pallido. Le soluzioni di sali di cobalto in alcoli sono blu scuro. Molti sali di cobalto sono insolubili.

· Il cobalto crea composti complessi. Molto spesso a base di ammoniaca.

I complessi più stabili sono i luteosalts gialli 3+.

Storia del cobalto

Molte leggende e leggende sono legate alla storia della scoperta del cobalto: nel Medioevo la gente era sicura che non avrebbe potuto fare a meno dell'intervento degli spiriti maligni. Dopotutto, non c'è da stupirsi del nome cobalto viene dal tedesco Kobolt - un nano malvagio, un piccolo nano che ha costruito ogni sorta di intrighi, impedendo ai minatori della Sassonia di estrarre e fondere il metallo. Alcuni dei minerali estratti in Sassonia erano di colore argento e inizialmente si pensava che fossero argento. Ma il metallo ottenuto da questi minerali emanava fumi velenosi, con i quali i minatori (calorizzatore) venivano ripetutamente avvelenati. Nel 1735, il chimico svedese Georg Brandt isolò un metallo argenteo-rosato dal "minerale degli spiriti maligni", che fu chiamato coboldo Successivamente, il nome è stato trasformato in un noto e familiare a noi.

Il cobalto è un elemento del IX gruppo del IV periodo del sistema periodico degli elementi chimici di D.I. Mendeleev, con numero atomico 27 ​​e massa atomica 58,9332. La designazione riconosciuta per il cobalto è co(dal latino Cobaltum).

Essere nella natura

Il cobalto non è un metallo molto comune, anzi può essere classificato come raro, è presente nella crosta terrestre in quantità minime. Non ci sono più di 30 minerali che contengono cobalto. Il più grande deposito di cobalto si trova nella Repubblica Democratica del Congo, ci sono depositi negli Stati Uniti, Francia, Canada e Russia.

Proprietà fisiche e chimiche

Il cobalto è un metallo duro bianco-argenteo con una sfumatura leggermente rosata (raramente blu). Quando si interagisce con l'aria, l'ossidazione si verifica ad alte temperature (300˚С e oltre).

Fabbisogno giornaliero di cobalto

Il fabbisogno giornaliero di cobalto è molto ridotto, solitamente 0,1 - 0,8 mg per un adulto sano. Di solito, una persona riceve la norma giornaliera di cobalto dal cibo.

Principali fonti di cobalto:

• e pesce azzurro
• , verdure a foglia verde
• , alcuni tipi di pane
• , formaggi.

Segni di carenza di cobalto

I segni di una mancanza di cobalto nel corpo umano sono malattie più frequenti del sistema circolatorio ed endocrino. La causa della carenza di cobalto è solitamente malattie croniche dell'apparato digerente (gastrite, ulcera duodenale).

L'uso del cobalto nella vita

Il cobalto ha trovato ampia applicazione sotto forma di leghe - nell'industria metallurgica per aumentare la resistenza al calore dell'acciaio, nella produzione di magneti, come composizione di coloranti - nella produzione di vetro e ceramica.

Il cobalto è uno degli oligoelementi vitali, la sua presenza nel corpo umano è obbligatoria. Il cobalto fa parte, partecipa alla sintesi del DNA e degli aminoacidi, alla scomposizione di proteine, grassi e carboidrati. Influisce attivamente sui processi metabolici del corpo, svolge un ruolo speciale nell'ematopoiesi - stimola la crescita e lo sviluppo dei globuli rossi. Il cobalto supporta la normale attività del pancreas e la regolazione dell'attività dell'adrenalina.

DEFINIZIONE

Cobalto- un elemento chimico situato nel quarto periodo nel gruppo VIIIB della tavola periodica D.I. Mendeleev.

Il numero di serie è 27. La struttura dell'atomo è mostrata in fig. 1. Metallo della famiglia d.

Riso. 1. Schema della struttura dell'atomo di cobalto.

In condizioni normali, il cobalto è una sostanza bianca con una sfumatura giallastra, brilla. In grado di esistere sotto forma di diverse modifiche, ognuna delle quali è stabile in un determinato intervallo di temperatura. Fino a 430 o C, l'α-cobalto con un reticolo esagonale compatto è stabile, sopra i 430 o C - β-cobalto con un reticolo cubico centrato sulla faccia.

La massa molare del cobalto è 58,9332 g/mol. Questo valore indica il rapporto tra la massa di una sostanza (m) e il numero di moli di una data sostanza (n), indicato con M e può essere calcolato con la formula:

In altre parole, la massa molare di una sostanza è la massa di 1 mol di una data sostanza, espressa in g/mol o kkmol.

Il cobalto non può esistere sotto forma di gas, solo sotto forma di solido, quindi, per trovare il valore della sua massa molare, non è possibile utilizzare il valore del volume molare o effettuare calcoli utilizzando la formula di Mendeleev-Clapeyron.

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Esercizio	Il cobalto del peso di 2,95 g è stato sciolto in acido cloridrico e si è formato un sale di cobalto (II), l'idrogeno solforato è stato fatto passare attraverso la soluzione risultante. Determinare la massa del precipitato formatosi.
Soluzione	Scriviamo le equazioni di reazione, che sono menzionate nella condizione del problema: Co + 2HCl diluito = CoCl 2 + H 2 (1); CoCl 2 + H 2 S = CoS↓ + 2HCl (2). Troviamo la quantità di sostanza di cobalto che ha reagito (massa molare - 59 g / mol): n(Co) = m(Co) / M(Co); n (Co) = 2,95 / 59 = 0,044 mol. Secondo l'equazione (1) n (Co): n (CoCl 2) \u003d 1: 1, quindi, n (Co) \u003d n (CoCl 2) \u003d 0,044 mol. Quindi, anche il numero di moli di solfuro di cobalto (II) (precipitato) sarà pari a 0,044 moli, poiché n (CoCl 2) : n (CoS) = 1:1. La massa di solfuro di cobalto (II) è (massa molare - 91 g / mol): m(CoS)=n(CoS)×M(CoS); m (CoS) = 0,044 × 91 = 4,004 g.
Risposta	La massa del solfuro di cobalto (II) è di 4,004 g

ESEMPIO 2

Esercizio	Il potenziale dell'elettrodo standard del nichel è maggiore di quello del cobalto (E 0 Co 2+ / Co 0 \u003d -0,27 V, E 0 Ni 2+ / Ni 0 \u003d -0,25 V). Questo rapporto cambierà se misuriamo il potenziale del nichel in una soluzione dei suoi ioni con una concentrazione di 0,001 mol / dm 3 e il potenziale del cobalto - in una soluzione con una concentrazione di 0,1 mol / dm 3?
Soluzione	Determiniamo i potenziali di elettrodo di cobalto e nichel in determinate condizioni utilizzando l'equazione di Nernst: E ' Ni 2+ / Ni 0 \u003d E 0 Ni 2+ / Ni 0 - 0,059 / n ×lg (a Ni 2+ / a Ni 0); E ' Ni 2+ / Ni 0 \u003d -0,25 + (0,059 / 2) × lg10 -3; E ' Ni 2+ / Ni 0 \u003d -0,339 V. E ' Co 2+ / Co 0 \u003d E 0 Co 2+ / Co 0 - 0,059 / n × lg (a Co 2+ / a Co 0); E 'Co 2+ /Co 0 \u003d -0,27 + (0,059 / 2) × lg10 -1; E 'Co 2+ /Co 0 \u003d -0,307 V.
Risposta	In determinate condizioni, il potenziale del cobalto è maggiore del potenziale del nichel

Cobalto

COBALTO-un; m.[Tedesco] Kobalt]

1. Elemento chimico (Co), un metallo bianco-argenteo con una sfumatura rossastra, più duro del ferro.

2. La vernice è blu scuro, che include questo metallo.

◁ Cobalto, th, th. K-th minerali. K-esimo acciaio. vernice K.

cobalto

(lat. Cobaltum), un elemento chimico del gruppo VIII del sistema periodico. Il nome deriva dal tedesco Kobold - brownie, gnomo. Metallo bianco argenteo con una sfumatura rossastra; densità 8,9 g / cm 3, t pl 1494ºC; ferromagnetico (punto di Curie 1121ºC). A temperature normali in aria, è chimicamente stabile. I minerali sono rari, estratti dai minerali di nichel. Fondamentalmente, il cobalto viene utilizzato per ottenere leghe di cobalto (magnetiche, resistenti al calore, superdure, resistenti alla corrosione, ecc.). L'isotopo radioattivo 60Co è utilizzato come fonte di radiazioni γ in medicina e tecnologia. Il cobalto è importante per la vita di piante e animali, fa parte della vitamina B 12.

COBALTO

COBALTO (lat. Cobaltum), Co, elemento chimico con numero atomico 27, massa atomica 58,9332. Il simbolo chimico dell'elemento Co si pronuncia come il nome dell'elemento stesso. Il cobalto naturale è composto da due nuclidi stabili (centimetro. NUCLIDE): 59Co (99,83% in peso) e 57Co (0,17%). Nel sistema periodico di elementi di D. I. Mendeleev, il cobalto è incluso nel gruppo VIIIB e, insieme al ferro (centimetro. FERRO DA STIRO) e nichel (centimetro. NICHEL) forma nel 4° periodo in questo gruppo una triade di metalli di transizione con proprietà simili. La configurazione dei due strati elettronici esterni dell'atomo di cobalto 3 S 2 p 6 d 7 4s 2 . Forma composti più spesso nello stato di ossidazione +2 (valenza II), meno spesso nello stato di ossidazione +3 (valenza III) e molto raramente negli stati di ossidazione +1, +4 e +5 (valenze, rispettivamente, I, IV e V).
Il raggio dell'atomo di cobalto neutro è 0,125 nm, il raggio degli ioni (numero di coordinazione 6) Co 2+ - 0,082 nm, Co 3+ - 0,069 nm e Co 4+ - 0,064 nm. Le successive energie di ionizzazione dell'atomo di cobalto sono 7,865, 17,06, 33,50, 53,2 e 82,2 eV. Sulla scala Pauling, l'elettronegatività del cobalto è 1,88. Il cobalto è un metallo pesante brillante, bianco-argenteo con una sfumatura rosata.
Storia della scoperta
Fin dall'antichità gli ossidi di cobalto sono stati usati per colorare il vetro e gli smalti di un blu profondo. Fino al XVII secolo, il segreto per ottenere la vernice dai minerali era tenuto segreto. Questi minerali in Sassonia erano chiamati "kobold" (tedesco: Kobold - brownie, uno gnomo malvagio che impediva ai minatori di estrarre il minerale e fondere il metallo da esso). L'onore di scoprire il cobalto appartiene al chimico svedese G. Brandt (centimetro. BRANDT Giorgio). Nel 1735 isolò un nuovo metallo bianco-argenteo con una debole sfumatura rosata dagli insidiosi minerali "impuri", che propose di chiamare "folletto". Successivamente questo nome fu trasformato in "cobalto".
Essere nella natura
Nella crosta terrestre il contenuto di cobalto è del 410 -3% in peso. Il cobalto fa parte di oltre 30 minerali. Questi includono carolite CuCo 2 S 4 , linneite Co 3 S 4 , cobalto (centimetro. COBALTINO) CoAsS, sferocobaltite CoCO 3 , smaltite CoAs 2 e altri. Di norma, il cobalto in natura è accompagnato dai suoi vicini nel 4 ° periodo: nichel, ferro, rame. (centimetro. RAME) e manganese (centimetro. MANGANESE (elemento chimico)). In acqua di mare, circa (1-7) 10 -10% di cobalto.
Ricevuta
Il cobalto è un metallo relativamente raro, e i giacimenti in esso ricchi sono ormai praticamente esauriti. Pertanto, le materie prime contenenti cobalto (spesso si tratta di minerali di nichel contenenti cobalto come impurità) vengono prima arricchite e da esse si ottiene un concentrato. Inoltre, per estrarre il cobalto, il concentrato viene trattato con soluzioni di acido solforico o ammoniaca o trasformato con metodi pirometallurgici in un solfuro o lega metallica. Questa lega viene poi lisciviata con acido solforico. A volte, per estrarre il cobalto, viene eseguita la lisciviazione "cumulo" di acido solforico del minerale originale (il minerale frantumato viene posto in alti cumuli su apposite piattaforme di cemento e questi cumuli vengono versati con una soluzione di lisciviazione dall'alto).
L'estrazione viene sempre più utilizzata per purificare il cobalto dalle impurità che lo accompagnano. Il compito più difficile nella purificazione del cobalto dalle impurità è la separazione del cobalto dal nichel, che gli è più vicino nelle proprietà chimiche. Una soluzione contenente cationi di questi due metalli viene spesso trattata con forti agenti ossidanti: cloro o ipoclorito di sodio NaOCl; il cobalto passa così nel precipitato. La purificazione finale (raffinazione) del cobalto viene effettuata mediante elettrolisi della sua soluzione acquosa di solfato, alla quale viene solitamente aggiunto acido borico H 3 BO 3.
Proprietà fisiche e chimiche
Il cobalto è un metallo duro che esiste in due modifiche. A temperature da temperatura ambiente a 427°C, la modificazione alfa è stabile (reticolo cristallino esagonale con parametri a=0.2505 nm e c=0.4089 nm). Densità 8,90 kg/dm 3 . A temperature da 427°C al punto di fusione (1494°C), la modificazione beta del cobalto è stabile (reticolo cubico a facce centrate). Il punto di ebollizione del cobalto è di circa 2960°C. Il cobalto è un ferromagnete, (vedi Ferromagnetismo (centimetro. FERROMAGNETISMO)), Punto di Curie (centimetro. PUNTO DI CURIE) 1121°C. Potenziale elettrodo standard Co 0 /Co 2+ -0,29 V.
In aria, il cobalto compatto è stabile; quando riscaldato sopra i 300°C, si ricopre di una pellicola di ossido (il cobalto altamente disperso è piroforico (centimetro. METALLI PIROFORICI)). Il cobalto non interagisce con il vapore acqueo contenuto nell'aria, nell'acqua, nelle soluzioni di alcali e acidi carbossilici. L'acido nitrico concentrato passiva la superficie del cobalto, proprio come passiva la superficie del ferro.
Sono noti diversi ossidi di cobalto. L'ossido di cobalto (II) CoO ha proprietà di base. Esiste in due polimorfi: una forma alfa (reticolo cubico), stabile a temperature da temperatura ambiente a 985°C, e una forma beta ad alta temperatura (anch'essa reticolo cubico). Il CoO può essere ottenuto riscaldando l'idrossiorcarbonato di cobalto Co(OH) 2 CoCO 3 in un'atmosfera inerte o mediante un'attenta riduzione del Co 3 O 4 .
Se il nitrato di cobalto Co (NO 3) 2, il suo idrossido Co (OH) 2 o idrossicarbonato viene calcinato in aria a una temperatura di circa 700 ° C, si forma l'ossido di cobalto Co 3 O 4 (CoO Co 2 O 3). Questo ossido è chimicamente simile a Fe 3 O 4 . Entrambi questi ossidi sono relativamente facilmente ridotti dall'idrogeno a metalli liberi:
Co 3 O 4 + 4H 2 \u003d 3Co + 4H 2 O.
Quando si calcina Co (NO 3) 2, Co (OH) 2, ecc. A 300 ° C, appare un altro ossido di cobalto: Co 2 O 3. Quando una soluzione alcalina viene aggiunta a una soluzione di sale di cobalto (II), precipita un precipitato di Co (OH) 2, che viene facilmente ossidato. Quindi, riscaldato in aria a una temperatura leggermente superiore a 100°C, il Co(OH) 2 si trasforma in CoOOH. Se le soluzioni acquose di sali di cobalto bivalenti vengono trattate con alcali in presenza di forti agenti ossidanti, si forma Co (OH) 3.
Quando riscaldato, il cobalto reagisce con il fluoro per formare il trifluoruro di CoF 3. Se l'HF gassoso agisce su COO o CoCO 3, si forma un altro fluoruro di cobalto CoF 2. Quando riscaldato, il cobalto reagisce con cloro e bromo formando, rispettivamente, CoCl 2 dicloruro e CoBr 2 dibromuro. Facendo reagire il cobalto metallico con HI gassoso a temperature di 400-500°C, si può ottenere il diioduro di cobalto CoI 2 . Fondendo polveri di cobalto e zolfo, è possibile preparare CoS solfuro di cobalto grigio argento (modifica beta). Se, tuttavia, una corrente di idrogeno solforato H 2 S viene fatta passare attraverso una soluzione di un sale di cobalto (II), precipita un precipitato nero di solfuro di cobalto CoS (modifica alfa):
CoSO 4 + H 2 S \u003d CoS + H 2 SO 4
Quando il CoS viene riscaldato in un'atmosfera di H 2 S, il Co 9 S 8 si forma con un reticolo cristallino cubico. Sono noti anche altri solfuri di cobalto, tra cui Co 2 S 3 , Co 3 S 4 e CoS 2 . Con la grafite, il cobalto forma carburi Co 3 C e Co 2 C, con fosforo - fosfuri delle composizioni CoP, Co 2 P, CoP 3. Il cobalto reagisce anche con altri non metalli, tra cui l'azoto (compaiono i nitruri Co 3 N e Co 2 N), il selenio (si ottengono seleniuri di cobalto CoSe e CoSe 2), il silicio (sono noti i siliciuri Co 2 Si, CoSi CoSi 2) e il boro (tra i boruri di cobalto noti ci sono Co 3 B, Co 2 B, CoB).
Il cobalto metallico è in grado di assorbire quantità significative di idrogeno senza formare composti di composizione costante. Due idruri di cobalto stechiometrici CoH 2 e CoH sono stati sintetizzati indirettamente. Sono noti sali di cobalto solubili in acqua: solfato di CoSO 4, cloruro di CoCl 2, nitrato di Co(NO 3) 2 e altri. È interessante notare che le soluzioni acquose diluite di questi sali hanno un colore rosa pallido. Se i sali elencati (sotto forma dei corrispondenti idrati cristallini) vengono sciolti in alcool o acetone, compaiono soluzioni blu scuro. Quando l'acqua viene aggiunta a queste soluzioni, il loro colore diventa istantaneamente rosa pallido.
I composti di cobalto insolubili includono fosfato Co 3 (PO 4) 2, silicato Co 2 SiO 4. Il cobalto, come il nichel, è caratterizzato dalla formazione di composti complessi. Quindi, come ligandi (centimetro. ligandi) nella formazione di complessi con cobalto, spesso agiscono molecole di ammoniaca NH 3. Sotto l'azione dell'ammoniaca su soluzioni di sali di cobalto (II), compaiono complessi amminici di cobalto di colore rosso o rosa, contenenti cationi di composizione 2+. Questi complessi sono piuttosto instabili e si decompongono facilmente anche con l'acqua.
Molto più stabili sono i complessi amminici del cobalto trivalente, ottenibili per azione dell'ammoniaca su soluzioni di sali di cobalto in presenza di agenti ossidanti. Pertanto, sono noti complessi di esamemina con un catione 3+ (questi complessi gialli o marroni sono chiamati luteosalts), complessi di acquapentammina di colore rosso o rosa con un catione 3+ (i cosiddetti roseosalts). In alcuni casi, i ligandi attorno all'atomo di cobalto possono avere diverse disposizioni spaziali, e quindi ci sono isomeri cis e trans dei complessi corrispondenti.
Gli anioni CN - , NO 2 - possono anche agire come ligandi nei complessi di cobalto. Facendo reagire una miscela di idrogeno e CO con idrossicarbonato di cobalto a pressione elevata, nonché facendo reagire CO e polvere di cobalto metallico sotto pressione, si ottiene dicobalto binucleare ottacarbonile della composizione Co 2 (CO) 8. Quando viene riscaldato delicatamente, si forma il carbonile Co 4 (CO) 12. Carbonyl Co 2 (CO) 8 viene utilizzato per ottenere cobalto altamente disperso, che viene utilizzato per applicare rivestimenti di cobalto su vari materiali.
Applicazione
La quota principale del cobalto ottenuto viene spesa per la preparazione di varie leghe. Pertanto, l'aggiunta di cobalto consente di aumentare la resistenza al calore dell'acciaio, migliora le sue proprietà meccaniche e di altro tipo. Il cobalto è un componente di alcune leghe dure, da cui vengono realizzati utensili ad alta velocità (trapani, trapani). Particolarmente importanti sono le leghe di cobalto magnetiche (comprese le cosiddette magneticamente morbide e magneticamente dure). Le leghe magnetiche a base di cobalto sono utilizzate nella produzione di nuclei di motori elettrici, sono utilizzate in trasformatori e altri dispositivi elettrici. Per la produzione di testine di registrazione magnetiche vengono utilizzate leghe magnetiche morbide al cobalto. Le leghe magnetiche dure al cobalto come SmCo 5 , PrCo 5 , caratterizzate da un'elevata energia magnetica, sono utilizzate nella moderna strumentazione.
Per la fabbricazione di magneti permanenti vengono utilizzate leghe contenenti il ​​52% di cobalto e il 5-14% di vanadio o cromo (le cosiddette wicalloy). (centimetro. VIKALLOY)). Il cobalto e alcuni dei suoi composti fungono da catalizzatori (centimetro. CATALIZZATORI). I composti di cobalto introdotti nei vetri durante la loro fusione conferiscono un bel colore blu (cobalto) ai prodotti in vetro. I composti di cobalto sono usati come pigmenti in molti coloranti.
Ruolo biologico
Il cobalto è uno degli oligoelementi (centimetro. MICROELEMENTI), cioè è costantemente presente nei tessuti di piante e animali. Alcune piante terrestri e alghe sono in grado di accumulare cobalto. Entrando nella molecola della vitamina B 12 (cobalamina), il cobalto è coinvolto nei processi più importanti del corpo animale: emopoiesi, funzioni del sistema nervoso e del fegato e reazioni enzimatiche. Il cobalto è coinvolto nei processi enzimatici di fissazione dell'azoto atmosferico da parte dei batteri noduli. Il corpo di una persona media (peso corporeo 70 kg) contiene circa 14 mg di cobalto. Il fabbisogno giornaliero è di 0,007-0,015 mg, l'assunzione giornaliera con il cibo è di 0,005-1,8 mg. Nei ruminanti, questo fabbisogno è molto più elevato, ad esempio nelle vacche da latte, fino a 20 mg. I composti di cobalto sono necessariamente inclusi nei microfertilizzanti. Tuttavia, un eccesso di cobalto è dannoso per l'uomo. La polvere di cobalto MPC nell'aria è di 0,5 mg/m 3 , nell'acqua potabile il contenuto consentito di sali di cobalto è di 0,01 mg/l. La dose tossica è di 500 mg. Particolarmente tossici sono i vapori di cobalto octacarbonyl Co 2 (CO) 8 .
Radionuclide cobalto-60
Di grande importanza pratica è il radionuclide di cobalto prodotto artificialmente 60 Co (emivita T 1/2 5,27 anni). La radiazione gamma emessa da questo radionuclide ha una capacità di penetrazione sufficientemente potente e le "pistole al cobalto" - dispositivi dotati di 60 Co, sono ampiamente utilizzate nel rilevamento di difetti, ad esempio saldature di gasdotti, in medicina per il trattamento di malattie oncologiche e per altri scopi. 60 Co è anche usato come marcatore di radionuclidi.

Dizionario enciclopedico. 2009 .

Sinonimi:

Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

- (Cobalto), Co, elemento chimico del gruppo VIII del sistema periodico, numero atomico 27, massa atomica 58,9332; metallo, mp 1494shC; ferromagnete, punto di Curie 1121shC. Il cobalto è un componente di leghe magnetiche, ad alta resistenza, dure e di altro tipo; ... ... Enciclopedia moderna

- (lat. Cobaltum) Co, elemento chimico del gruppo VIII del sistema periodico, numero atomico 27, massa atomica 58,9332. Il nome deriva dal tedesco Kobold brownie, gnomo. Metallo bianco argenteo con una sfumatura rossastra; densità 8,9 g/cm³, mp 1494 .C;...... Grande dizionario enciclopedico

Marito. un metallo grigiastro, in vari fossili, che, all'apparenza, sono chiamati: bianco cobalto, rosso, ecc. Cobalto, contenente cobalto, ad esso imparentato. Fiori di cobalto, rosso cobalto arsenico. Dizionario esplicativo di Dahl. IN E. Lontano... ... Dizionario esplicativo di Dahl

Cobalto- (Cobalto), Co, elemento chimico del gruppo VIII del sistema periodico, numero atomico 27, massa atomica 58,9332; metallo, pf 1494°C; ferromagnete, punto di Curie 1121°C. Il cobalto è un componente di leghe magnetiche, ad alta resistenza, dure e di altro tipo; ... ... Dizionario Enciclopedico Illustrato

Cobalto- (Co) metallo argenteo duro. Viene utilizzato: per la produzione di leghe speciali, parti di motori aeronautici a turbogetto, utensili da taglio, materiali magnetici; durante la saldatura; nell'industria della ceramica e del vetro; in campagna... ... Enciclopedia russa della protezione del lavoro

COBALTO- COBALTO, Cobalto (segno chimico Co), un metallo bianco lucido con una sfumatura rossastra, appartenente all'VIII gruppo e alla 4a riga del sistema periodico di Mendeleev. Nei suoi composti tipici, K. è bivalente e trivalente, formando due serie di sali: ossidi ... ... Grande enciclopedia medica

COBALTO- chim. elemento, simbolo Co (lat. Cobaltum), at. n. 27, a. m.58,93; metallo bianco-argenteo pesante con una tinta rossastra, densità 8900 kg/m3, tmelt = 1493 °C. K. si riferisce ai ferromagneti. I minerali di cobalto sono rari e non formano industriali ... ... Grande Enciclopedia Politecnico

Co (dal tedesco Kobold brownie, gnomo * a. cobalt; n. Kobalt; f. cobalt; i. cobalto), chem. elemento del gruppo VIII periodico. Sistemi di Mendeleev, a. n. 27, a. M. 58,9332. Natural K. è costituito da 2 isotopi stabili 59Co (99,83%) e 57Co (0,17%) ... Enciclopedia geologica

Il metallo pesante, che è il cobalto, fu scoperto dal chimico svedese G. Brandt nel 1735. A quel tempo, i metallurgisti dovevano affrontare il compito di purificare più a fondo i minerali estratti al fine di migliorare la qualità dell'acciaio fuso. La sostanza argentea con una sfumatura rosa era originariamente chiamata coboldo. Decenni dopo, a questo metallo fu assegnato il nome di cobalto.

Cobalto: proprietà fisiche e chimiche

La composizione chimica del cobalto metallico prodotto in lingotti è standardizzata da GOST 123-78:

Questo elemento è stabile nelle connessioni semplici, relativamente resistente all'aria e all'acqua (in condizioni normali). Allo stesso tempo, inizia ad ossidarsi in aria a t = 300 ° C. Dopo il riscaldamento, il cobalto viene combinato con alogeni per ottenere alogenuri. Per quanto riguarda l'interazione del metallo con gli acidi cloridrico e solforico, sotto tale esposizione, il cobalto si dissolve lentamente, rilasciando idrogeno e trasformandosi in cloruro di cobalto (CoCl 2) e solfato di cobalto (CoSO 4). Se questa sostanza viene immersa nell'acido nitrico, sarà possibile ottenere nitrato - Co (NO 3) 2.

La tabella seguente aiuterà a confrontare le proprietà fisiche del Co con metalli come ferro (Fe) e nichel (Ni):

Proprietà magnetiche del cobalto

Questo metallo è caratterizzato dalla capacità di trattenere la magnetizzazione. Di conseguenza, il cobalto diventa un "partecipante" indispensabile nelle leghe magnetiche che hanno una resistenza relativamente elevata alla smagnetizzazione. Inoltre, è il Co che rende i magneti resistenti agli sbalzi di temperatura e alle vibrazioni, rendendo il prodotto disponibile per la lavorazione.

L'applicazione principale delle leghe magnetiche a base di cobalto è nota nella fabbricazione di una varietà di prodotti elettrici: trasformatori, nuclei di motori elettrici, ecc. Un ottimo esempio delle eccellenti proprietà magnetiche del Co può essere considerato l'acciaio giapponese: il 60% di contenuto di cobalto conferisce una resistenza alla smagnetizzazione pari solo al 2-3% alle vibrazioni più forti.

Cobalto: applicazione

Il cobalto è un metallo legante, quindi trova la sua principale applicazione nella creazione di varie leghe. In particolare, migliora notevolmente le proprietà di resistenza al calore degli acciai, la loro resistenza all'usura e durezza, aumenta la tenacità del metallo e riduce la sensibilità della lega a vibrazioni, urti e urti. Allo stesso tempo, l'ossido di cobalto 2 è un eccellente catalizzatore per le reazioni chimiche.


Per le sue caratteristiche chimiche e fisiche uniche, il cobalto è richiesto sia nell'industria aeronautica che spaziale, dove sostituisce gradualmente il nichel (a t> 1038 ° C, la lega di nichel perde la sua forza, cosa che non si può dire dei metalli con impurità di cobalto ).

Un'area separata in cui appare il cobalto è l'uso in medicina. Si ritiene che questo elemento lavori sulla sintesi delle proteine ​​muscolari, sull'attivazione degli enzimi, sull'aumento dell'attività glicolitica del sangue e sulla stimolazione dell'emopoiesi. Farmaci come coamide, cobaltamina, cobaltina o ferkoven contengono cobalto nella loro base e aiutano a stimolare l'eritropoiesi nell'anemia.