يستخدم مسحوق الكوبالت في المقام الأول كمادة مضافة للفولاذ. هذا يزيد من مقاومة الفولاذ للحرارة ، ويحسن خواصه الميكانيكية (الصلابة ومقاومة التآكل في درجات الحرارة المرتفعة). يتم تضمين هذا المعدن في تكوين السبائك الصلبة ، والتي تصنع منها أدوات عالية السرعة. يتم تلبيد أحد المكونات الرئيسية للسبائك الصلبة - التنجستن أو كربيد التيتانيوم - في خليط مع مسحوق من الكوبالت المعدني. إنه Co الذي يحسن صلابة السبيكة ويقلل من حساسيتها للصدمات والتأثيرات. على سبيل المثال ، تبين أن القاطع المصنوع من الفولاذ الفائق الكوبالت (18٪ Co) هو الأكثر مقاومة للتآكل وله خصائص قطع أفضل مقارنة بالقواطع المصنوعة من فولاذ الفاناديوم (0٪ Co) والفولاذ الكوبالت (6٪ Co). أيضًا ، يمكن استخدام سبائك الكوبالت لحماية أسطح الأجزاء المعرضة لأحمال عالية ضد التآكل. يمكن أن يزيد الكربيد من عمر الخدمة للجزء الفولاذي بمقدار 4-8 مرات.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى الخصائص المغناطيسية للكوبالت. هذا المعدن قادر على الاحتفاظ بهذه الخصائص بعد مغنطة واحدة. يجب أن يتمتع المغناطيس بمقاومة عالية لإزالة المغناطيسية ، وأن يكون مقاومًا لدرجة الحرارة والاهتزازات ، وأن يكون سهلًا في الماكينة. تسمح إضافة الكوبالت إلى الفولاذ بالبقاء مغناطيسيًا في درجات الحرارة والاهتزازات العالية ، ويزيد من مقاومة إزالة المغناطيسية. لذلك ، على سبيل المثال ، يحتوي الفولاذ الياباني الذي يحتوي على ما يصل إلى 60 ٪ من Co على قوة قسرية عالية (مقاومة لإزالة المغناطيسية) ويفقد خصائصه المغناطيسية عن طريق الاهتزاز بنسبة 2-3.5 ٪ فقط. تُستخدم السبائك المغناطيسية القائمة على الكوبالت في إنتاج النوى للمحركات الكهربائية والمحولات والأجهزة الكهربائية الأخرى.

تجدر الإشارة إلى أن الكوبالت قد وجد أيضًا تطبيقات في صناعات الطيران والفضاء. بدأت سبائك الكوبالت تدريجيًا في التنافس مع سبائك النيكل ، والتي أثبتت نفسها جيدًا وتستخدم منذ فترة طويلة في هذه الصناعة. تُستخدم السبائك المحتوية على مكونات مشتركة في المحركات التي تصل فيها درجات الحرارة إلى درجات حرارة عالية وفي تصميمات توربينات الطائرات. تفقد سبائك النيكل قوتها عند درجات حرارة عالية (عند درجات حرارة من 1038 درجة مئوية) وبالتالي تفقد سبائك الكوبالت.

في الآونة الأخيرة ، بدأ استخدام الكوبالت وسبائكه في صناعة الفريت ، وفي إنتاج "الدوائر المطبوعة" في صناعة الهندسة الراديوية ، وفي تصنيع مولدات ومضخمات الكم. يستخدم كوبالتات الليثيوم كقطب كهربائي إيجابي عالي الكفاءة لإنتاج بطاريات الليثيوم. Cobalt silicide عبارة عن مادة حرارية ممتازة تسمح بإنتاج مولدات كهروحرارية بكفاءة عالية. توفر مركبات الكوبالت التي يتم إدخالها في الزجاج أثناء الانصهار لونًا أزرق جميلًا (كوبالت) للمنتجات الزجاجية.

تاريخ الكوبالت

ترتبط العديد من الأساطير والأساطير بتاريخ اكتشاف الكوبالت ؛ في العصور الوسطى ، كان الناس على يقين من أنه لم يكن بدون تدخل الأرواح الشريرة. ليس من أجل لا شيء أن هذا الاسم كوبالتيأتي من الألمانية كوبولت - قزم خبيث ، جنوم صغير بنى كل أنواع المؤامرات ، ويمنع عمال المناجم في ساكسونيا من تعدين الخام وصهر المعادن. كانت بعض الخامات المستخرجة في ساكسونيا فضية اللون وكانت تعتبر في البداية فضية. لكن المعدن الذي تم الحصول عليه من هذه الخامات أطلق أبخرة سامة تسممها عمال المناجم مرارًا وتكرارًا (المسعر). في عام 1735 ، عزل الكيميائي السويدي جورج براندت معدنًا فضيًا ورديًا من "خام الأرواح الشريرة" ، والذي سمي كوبولد.بعد ذلك تحول الاسم إلى اسم معروف ومألوف لنا.

الكوبالت هو عنصر من عناصر المجموعة التاسعة من الفترة الرابعة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D.I. منديليف ، برقم ذري 27 وكتلة ذرية 58.9332. التعيين المعترف به للكوبالت هو شارك(من اللاتينية Cobaltum).

التواجد في الطبيعة

الكوبالت ليس معدنًا شائعًا جدًا ، بل يمكن أن يعزى إلى مادة نادرة ، في القشرة الارضيةموجودة بكميات قليلة. لا يوجد أكثر من 30 من المعادن التي تحتوي على الكوبالت. توجد أكبر رواسب للكوبالت في جمهورية الكونغو الديمقراطية ، ولديها ودائع في الولايات المتحدة وفرنسا وكندا وروسيا.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الكوبالت معدن صلب أبيض فضي مع صبغة زهرية قليلاً (أقل في كثير من الأحيان زرقاء). عند التفاعل مع الهواء ، تحدث الأكسدة في درجات حرارة عالية (300 درجة مئوية وما فوق).

متطلبات الكوبالت اليومية

الاحتياج اليومي من الكوبالت منخفض جدًا ، عادةً 0.1 - 0.8 مجم للبالغين الأصحاء. عادة ما يحصل الشخص على الكمية اليومية من الكوبالت من الطعام.

المصادر الرئيسية للكوبالت:

• والأسماك الدهنية
• والخضروات الورقية الخضراء
• بعض أنواع الخبز
• والجبن.

علامات نقص الكوبالت

علامات نقص الكوبالت في جسم الإنسان هي أمراض الجهاز الدوري والغدد الصماء الأكثر شيوعًا. تعد أمراض الجهاز الهضمي المزمنة (التهاب المعدة وقرحة الاثني عشر) من الأسباب الشائعة لنقص الكوبالت.

استخدام الكوبالت في الحياة

لقد وجد الكوبالت تطبيقًا واسعًا في شكل سبائك - في صناعة المعادن لزيادة مقاومة الفولاذ للحرارة ، في صناعة المغناطيس ، كتركيبة من الأصباغ - في صناعة الزجاج والسيراميك.

الكوبالت هو أحد العناصر النزرة الحيوية ، ووجوده في جسم الإنسان إلزامي. الكوبالت هو جزء من ، يشارك في تخليق الحمض النووي والأحماض الأمينية ، في تكسير البروتينات والدهون والكربوهيدرات. إنه يؤثر بنشاط على عمليات التمثيل الغذائي في الجسم ، ويلعب دورًا خاصًا في تكون الدم - فهو يحفز نمو وتطور كريات الدم الحمراء. يدعم الكوبالت الأداء الطبيعي للبنكرياس وتنظيم نشاط الأدرينالين.

الشخص العادي غير المرتبط بالكيمياء والطب ، كقاعدة عامة ، لديه فكرة غامضة عن قيمة الكوبالت في حياته وصحته. سبب آخر يجعلنا نجد صعوبة في شرح ماهية الكوبالت هو توزيعه السيئ في الطبيعة. 0.004٪ فقط - هذا هو محتواها في القشرة الأرضية. ومع ذلك ، يتم استخدام المعدن ومركباته بنشاط في علم المعادن والزراعة والطب. في هذه المقالة ، سنوسع فهمنا لدور الكوبالت في الصناعة ، بالإضافة إلى التركيز على وظائفه في جسم الإنسان.

مكان عنصر في الجدول الدوري

ما المكان الذي يحتله الكوبالت في الجدول الدوري؟ تعتمد خصائص العناصر الكيميائية ، بما في ذلك المعدن الذي ندرسه ، على موضعها في جدول D.I.Mendeleev. يقع في المجموعة VIII b (في الشكل المختصر للجدول - في الثالوث الحديدي للمجموعة الثامنة). مثل الحديد والنيكل ، يوجد إلكترونان في ذرته عند مستوى الطاقة الأخير ، مما يشير إلى أن المعدن ينتمي إلى عناصر d ويحدد خصائصه الرئيسية. يحتوي المعدن على نوعين من التكافؤ - II و III. يتميز أيضًا بظاهرة التآصل ، يمكن أن يكون للتعديلات المعدنية هيكل مكعب أو سداسي.

ما هو الكوبالت؟

ما هي الخصائص الفيزيائيةعنصر؟ يتميز بصلابة عالية وخصائص مغناطيسية في المظهر. اللمعان الفضي والليونة والاستقرار الحراري هي بعض العلامات الفيزيائية الأخرى للعنصر ، والتي هي أيضًا متأصلة في جيرانه الآخرين في الجدول الدوري - النيكل والحديد. لا يعمل الأكسجين ولا الماء على الكوبالت في درجات الحرارة المحيطة. تُعرف مركباتها ، مثل smalt ، لفترة طويلة كمواد تستخدم للحصول على الزجاج الملون الأزرق وصبغ السيراميك.

الكوبالت معدن نموذجي له خصائص كيميائية مماثلة للحديد. ما هي ملامح أكاسيده وقواعده وأملاحه؟

مركبات الكوبالت ثنائي التكافؤ وثنائي التكافؤ

القدرة على تكوين أملاح معقدة هي السمة المميزة الرئيسية لذرات Co (III). غير مستقر ، فإن رقم تنسيق الكوبالت فيها يساوي دائمًا ستة. لديهم قدرة عالية على الأكسدة. الأملاح المتوسطة ، على سبيل المثال ، CoCL 3 أو Co 2 (SO 4) 3 ، تتحول بسهولة إلى أملاح يكون فيها الكوبالت معدنًا ثنائي التكافؤ بالفعل. مركباته اللامائية زرقاء اللون ، والهيدرات والمحاليل البلورية لونها وردي. على عكس القواعد الأخرى ، فإن هيدروكسيد الكوبالت ثلاثي التكافؤ ، عند التفاعل مع حمض الكلوريد ، لا يشكل الملح والماء ، ولكنه يطلق الكلور الحر منه. يتم الحصول على قاعدة المعدن ثنائي التكافؤ على شكل راسب أزرق عن طريق التفاعل المباشر للملح المقابل مع قلوي. دعونا نعطي خاصية خصائص الكوبالت ، والتي هي جزء من الحلول الصلبة للمعادن في بعضها البعض - السبائك.

إنه يعطي المعلمات التقنية الاستثنائية للمواد لمقاومة درجات الحرارة العالية والصلابة والتآكل ومقاومة التآكل. تُستخدم السبائك المحتوية على الكوبالت في الصناعات الدفاعية والصواريخ والتقنيات الكيميائية ذات الدورة المغلقة. في إنتاج فولاذ الأدوات ، المواد ذات الخصائص المغناطيسية ، يستخدم الكوبالت أيضًا كإضافة في صناعة السبائك. يختلف أداء سبائك الحديد هذه اختلافًا كبيرًا عن الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدي الذي يحتوي على الكروم أو النيكل فقط.

استخدام الكوبالت في التكنولوجيا

يستخدم حوالي ثلث جميع المعادن المنتجة في العالم لإنتاج cermets - مواد مركبة صناعية. يعمل كربيد التنجستن كقاعدة صلبة فيها ، ويعمل الكوبالت كعنصر ربط وتثبيت. كما أنها مادة خام إستراتيجية لإنتاج المحركات التوربينية في صناعة الطائرات.

في شكله النقي ، لا يتم استخدام المعدن عمليًا ، ولكن استخدام الكوبالت في خليط مع عناصر أخرى (الحديد والنحاس والتنغستن والكروم) منتشر في العديد من الصناعات. سبائك الستالايت ، التي تحتوي على ما يصل إلى 60٪ من الكوبالت ، تتميز بمقاومة عالية للحرارة وصلابة ، وهي مادة لا يمكن الاستغناء عنها لتصنيع القواطع والمثاقب في إنتاج الأدوات. مثل التنغستن والموليبدينوم يعززان خصائصه. تحتوي سبيكة Vitalium ، شديدة المقاومة لتشوه البلاستيك ، أيضًا على الكوبالت. المركبات هي كما يلي: مقاومة للحرارة ومقاومة للأحماض ، وتستخدم في تصنيع المعدات الكيميائية: أعمدة التركيب ، وجهاز التصحيح. دور السبائك في مقاومة أنواع مختلفة من التآكل كبير ، على سبيل المثال ، الأجزاء والآليات المصنوعة من مقاومة التدمير أثناء الحركات التذبذبية والفرك للأسطح الميكانيكية في محركات الاحتراق الداخلي.

طرق انتاج الكوبالت

تتطلب قطاعات الاقتصاد المختلفة استخدام مواد تحتوي على الكوبالت. وهذا يساهم في زيادة استخراج الخامات والمعادن ، وهي: الكوبالت واللمعان. يعتبر الزرنيخ أيضًا جزءًا من هذه الصخور ، مما يفرض استخدام تدابير أمان متزايدة في عمليات صهر المعادن. الطريقة الرئيسية لإنتاج الكوبالت هي المعالجة بالمعادن الحرارية ؛ كما يتم استخدام طريقة لمعالجة الخام بحمض الكبريتات. أكثرها واعدة هي رواسب خامات أكسيد السيليكات ، والبيريت والبنتلانديت في الصين وروسيا (في شبه جزيرة كولا ، في جمهورية توفا وإقليم كراسنويارسك) ، وكذلك في كندا.

استخدام المعادن في الزراعة والطب

تساهم بعض الخصائص المهمة التي يمتلكها الكوبالت بالعناصر الدقيقة في استخدامه ، على سبيل المثال ، في نمو النبات لزيادة الكتلة الخضرية للنباتات. في البرسيم والترمس والبرسيم وغيرها من الأعشاب العلفية القيمة من عائلة البقوليات ، تشارك في التفاعلات الأنزيمية لتثبيت النيتروجين التي تحدث بمساعدة بكتيريا العقيدات. يتجلى الافتقار إلى عنصر التتبع من خلال أعراض مثل تغير لون شفرات الأوراق وفقدانها القدرة على التمثيل الضوئي ، وإبطاء عمليات النمو وتعطيل دورة تطوير النبات بأكملها. محتوى الكوبالت المفرط ممكن بسبب انتهاك معايير الإخصاب بالمغذيات الدقيقة. نظرًا لأن مركباتها قابلة للذوبان في الماء بسهولة ، فإنها تدخل فورًا في نسيج الخشب ومن خلال العناصر الموصلة (الحزم الليفية الوعائية) التي تدخل إلى الورقة المتوسطة ، مما يتسبب في تلطيخها والذبول. أكثر الحبوب حساسية لفائض العناصر النزرة هي: الشوفان والشعير والأرز.

الكيمياء الحيوية حول دور مركبات الكوبالت

أنشأ فرع علم الأحياء الذي يدرس المادة الحية على المستوى الجزيئي والخلوي وظيفة مهمة لهذا العنصر الكيميائي. إنه جزء من الجزء غير البروتيني من المواد النشطة بيولوجيًا - الإنزيمات والهرمونات. على سبيل المثال ، يوجد الكوبالت في جسم الإنسان في جزيئات هرمون الغدة الدرقية التي تنتجها الغدة الدرقية وتتحكم في عمليات التمثيل الغذائي. هرمون حيوي آخر ينظم مستوى الجلوكوز في بلازما الدم هو الأنسولين. يفرز من قبل خلايا β لجزر لانجرهانز في البنكرياس ويحتوي أيضًا على مركبات الكوبالت. لوحظ عدم كفاية تناول عنصر ما في الخلايا والأعضاء البشرية أثناء الانتقال من التغذية المختلطة إلى النباتية ، مع غزوات الديدان الطفيلية وأمراض الجهاز الهضمي. كما ترى ، يعتبر الكوبالت عنصرًا نادرًا يؤثر بشكل خطير على مستوى التوازن في جسم الإنسان.

قيمة عنصر كيميائي في التمثيل الغذائي

يحدث تكوين الدم ، الذي يتم إجراؤه بواسطة نخاع العظم الأحمر ، بمشاركة المواد المحتوية على الكوبالت - منشطات الإنزيمات المقابلة. أحد فيتامينات B الرئيسية - cyancobolamine (B 12) ، الذي يساهم في تكوين خلايا الدم الحمراء في الأعضاء المكونة للدم ، يحمي الجسم من فقر الدم. إن اتباع نظام غذائي سليم ومتوازن ، يحتوي على الكبد ، ولحم البقر ، والمأكولات البحرية ، والمشمش المجفف ، والبنجر ، سيوفر المستوى اللازم من الكوبالت في جسم الإنسان (حوالي 40 مجم في اليوم) ويحميه من أمراض الجهاز المناعي والقلب والأوعية الدموية والغدد الصماء.

كوبالت

كوبالت-أ؛ م.[هو - هي. كوبالت]

1. العنصر (Co) ، معدن أبيض فضي مع لون ضارب إلى الحمرة ، أصلب من الحديد.

2. طلاء أزرق غامق يحتوي على هذا المعدن.

◁ الكوبالت ، عشر ، عشر. خامات K-th. K-th الصلب. K-th الطلاء.

(lat.Cobaltum) ، عنصر كيميائيالثامنة المجموعة من النظام الدوري. الاسم من Kobold الألمانية - براوني ، جنوم. معدن فضي-أبيض مع مسحة ضاربة إلى الحمرة ؛ الكثافة 8.9 جم / سم 3 ، ررر 1494 درجة مئوية ؛ مغناطيسية حديدية (نقطة كوري 1121 درجة مئوية). إنه مستقر كيميائيًا في الهواء عند درجات الحرارة العادية. المعادن نادرة ، يتم استخراجها من خامات النيكل. يستخدم الكوبالت في الأساس للحصول على سبائك الكوبالت (مغناطيسية ، مقاومة للحرارة ، فائقة الصلابة ، مقاومة للتآكل ، إلخ). يستخدم النظير المشع 60 Co كمصدر للإشعاع γ في الطب والتكنولوجيا. الكوبالت مهم لحياة النباتات والحيوانات وهو جزء من فيتامين ب 12.

COBALT (lat.Cobaltum) ، Co ، عنصر كيميائي برقم ذري 27 ، كتلة ذرية 58.9332. يتم نطق الرمز الكيميائي للعنصر Co بنفس اسم العنصر نفسه. يتكون الكوبالت الطبيعي من نويدات مستقرة (سم.نوكليد): 59 كو (99.83٪ بالكتلة) و 57 كو (0.17٪). في الجدول الدوري لعناصر D.I.Mendeleev ، يتم تضمين الكوبالت في المجموعة VIIIB جنبًا إلى جنب مع الحديد (سم.حديد)والنيكل (سم.نيكل)تشكل في الفترة الرابعة في هذه المجموعة ثالوثًا من المعادن الانتقالية ذات الخصائص المتشابهة. تكوين طبقتين من الإلكترون الخارجيين لذرة الكوبالت 3 س 2 ص 6 د 7 4 ثانية 2 ... تشكل المركبات غالبًا في حالة الأكسدة +2 (التكافؤ II) ، وغالبًا ما تكون في حالة الأكسدة +3 (التكافؤ الثالث) ونادرًا جدًا في حالات الأكسدة +1 و +4 و +5 (التكافؤات I و IV و V ، على التوالي) ...
يبلغ نصف قطر ذرة الكوبالت المحايدة 0.125 نانومتر ، ونصف قطر الأيونات (رقم التنسيق 6) لـ Co 2+ هو 0.082 نانومتر ، و Co 3+ 0.069 نانومتر ، و Co 4+ 0.064 نانومتر. طاقات التأين المتتالية لذرة الكوبالت هي 7.865 و 17.06 و 33.50 و 53.2 و 82.2 فولت. على مقياس بولنج ، الكهربية للكوبالت هي 1.88. الكوبالت معدن ثقيل أبيض فضي لامع مع مسحة وردية.
تاريخ الاكتشاف
منذ العصور القديمة ، استخدمت أكاسيد الكوبالت لتلوين الزجاج والمينا باللون الأزرق الغامق. حتى القرن السابع عشر ، ظل سر الحصول على الطلاء من الخامات طي الكتمان. هذه الخامات في ساكسونيا كانت تسمى "كوبولد" (كوبولد الألماني - براوني ، جنوم شرير ، منع عمال المناجم من استخراج الخام وصهر المعادن منه). يعود شرف اكتشاف الكوبالت إلى الكيميائي السويدي جي براندت (سم.برانت جورج)... في عام 1735 ، قام بعزل معدن جديد أبيض فضي مع مسحة وردية باهتة من الخامات الخبيثة "غير النظيفة" ، والتي اقترح أن يطلق عليها "كوبولد". في وقت لاحق تم تحويل هذا الاسم إلى "كوبالت".
التواجد في الطبيعة
في القشرة الأرضية ، محتوى الكوبالت هو 410 -3٪ من الوزن. يوجد الكوبالت في أكثر من 30 نوعًا من المعادن. وتشمل هذه carolite CuCo 2 S 4 و linneite Co 3 S 4 و cobaltin (سم.كوبالتين) CoAsS و spherocobaltite CoCO 3 و smalt CoAs 2 وغيرها. كقاعدة عامة ، يصاحب الكوبالت في الطبيعة جيرانه في الفترة الرابعة - النيكل والحديد والنحاس (سم.نحاس)والمنغنيز (سم.المنغنيز (عنصر كيميائي))... في مياه البحر حوالي (1-7) · 10-10٪ كوبالت.
يستلم
الكوبالت معدن نادر نسبيًا ، وقد استنفدت رواسبه الغنية عمليًا. لذلك ، يتم أولاً تركيز المواد الخام المحتوية على الكوبالت (غالبًا خامات النيكل المحتوية على الكوبالت كشوائب) ويتم الحصول على مركز منه. علاوة على ذلك ، لاستخراج الكوبالت ، تتم معالجة المركز إما بمحلول حمض الكبريتيك أو الأمونيا ، أو عن طريق طرق استخلاص الكوبالت ، تتم معالجته إلى سبيكة كبريتيد أو سبيكة معدنية. ثم يتم رش هذه السبيكة بحمض الكبريتيك. في بعض الأحيان ، لاستخراج الكوبالت ، يتم ترشيح "كومة" حمض الكبريتيك للخام الأصلي (يتم وضع الخام المسحوق في أكوام عالية على مواقع خرسانية خاصة ويتم سكب هذه الأكوام بمحلول ترشيح من الأعلى).
يستخدم الاستخراج بشكل متزايد لتنقية الكوبالت من الشوائب المرتبطة به. أصعب مهمة في تنقية الكوبالت من الشوائب هي فصل الكوبالت عن الكوبالت الأقرب إليه. الخواص الكيميائيةالنيكل. غالبًا ما تتم معالجة المحلول المحتوي على كاتيونات من هذين المعدنين بأكسدة قوية - الكلور أو هيبوكلوريت الصوديوم NaOCl ؛ ثم يذهب الكوبالت إلى الرواسب. يتم إجراء التنقية النهائية (التكرير) للكوبالت عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول الكبريتات المائي ، والذي يضاف إليه عادة حمض البوريك H 3 VO 3.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الكوبالت معدن صلب موجود في نسختين. عند درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة إلى 427 درجة مئوية ، يكون تعديل ألفا مستقرًا (تكون الشبكة البلورية سداسية مع المعلمات a = 0.2505 نانومتر و c = 0.4089 نانومتر). الكثافة 8.90 كجم / دسم 3. يعد تعديل بيتا للكوبالت (شعرية مكعبة مركزية الوجه) مستقرًا عند درجات حرارة من 427 درجة مئوية إلى نقطة الانصهار (1494 درجة مئوية). تبلغ درجة غليان الكوبالت حوالي 2960 درجة مئوية. الكوبالت هو مغناطيس حديدي ، (انظر المغناطيسية الحديدية (سم.المغناطيسية الحركية)) ، نقطة كوري (سم.كوري بوينت) 1121 درجة مئوية. جهد القطب القياسي Co 0 / Co 2+ –0.29 V.
في الهواء ، يكون الكوبالت المضغوط مستقرًا ؛ عند تسخينه فوق 300 درجة مئوية ، يصبح مغطى بفيلم أكسيد (كوبالت مشتت للغاية قابل للإشتعال (سم.المعادن بيروفوريك)). لا يتفاعل الكوبالت مع بخار الماء الموجود في الهواء والماء ومحاليل القلويات والأحماض الكربوكسيلية. يعمل حمض النيتريك المركز على تخميل سطح الكوبالت ، تمامًا كما يخمد سطح الحديد.
العديد من أكاسيد الكوبالت معروفة. CoO أكسيد الكوبالت (II) له خصائص أساسية. إنه موجود في تعديلين متعددي الأشكال: شكل ألفا (شعرية مكعبة) ، وهو مستقر في درجات حرارة من درجة حرارة الغرفة إلى 985 درجة مئوية ، وشكل بيتا (أيضًا شعرية مكعبة) الموجود في درجات حرارة عالية. يمكن الحصول على CoO إما عن طريق التسخين في جو خامل من الكوبالت هيدروكسي كربونات Co (OH) 2 CoCO 3 ، أو عن طريق التقليل الدقيق لـ Co 3 O 4.
إذا تم تحميص نترات الكوبالت Co (NO 3) 2 ، هيدروكسيد Co (OH) 2 أو هيدروكسي كربونات في الهواء عند درجة حرارة حوالي 700 درجة مئوية ، يتم تكوين أكسيد الكوبالت Co 3 O 4 (CoO · Co 2 O 3). يشبه هذا الأكسيد كيميائيًا Fe 3 O 4. يتم تقليل كلا هذين الأكاسدين بسهولة نسبيًا بواسطة الهيدروجين إلى معادن حرة:
Co 3 O 4 + 4H 2 = 3Co + 4H 2 O.
عندما يتم تحميص Co (NO 3) 2 ، Co (OH) 2 ، وما إلى ذلك عند 300 درجة مئوية ، يظهر أكسيد كوبالت آخر ، Co 2 O 3. عندما يُسكب محلول قلوي في محلول ملح الكوبالت (II) ، يتشكل راسب Co (OH) 2 ، والذي يتأكسد بسهولة. لذلك ، عند تسخينه في الهواء عند درجة حرارة أعلى بقليل من 100 درجة مئوية ، يتحول Co (OH) 2 إلى CoOOH. إذا تم التعامل مع المحاليل المائية لأملاح الكوبالت ثنائية التكافؤ مع القلويات في وجود مؤكسدات قوية ، يتم تكوين Co (OH) 3.
عند تسخينه ، يتفاعل الكوبالت مع الفلور لتكوين ثلاثي فلوريد CoF 3. إذا كان HF الغازي يعمل على CoO أو CoCO 3 ، فسيتم تكوين CoF 2 لفلوريد الكوبالت. عند تسخينه ، يتفاعل الكوبالت مع الكلور والبروم لتكوين ثنائي كلوريد CoCl 2 وثنائي بروميد CoBr 2 على التوالي. بسبب تفاعل الكوبالت المعدني مع HI الغازي عند درجات حرارة 400-500 درجة مئوية ، يمكن الحصول على ثنائي يوديد الكوبالت CoI 2. عن طريق دمج مساحيق الكوبالت والكبريت ، يمكن تحضير مادة كبريتيد الكوبالت ذات اللون الرمادي الفضي (تعديل بيتا). إذا تم تمرير تيار من كبريتيد الهيدروجين H 2 S عبر محلول ملح الكوبالت (II) ، فإن ترسبًا أسودًا من كبريتيد الكوبالت (تعديل ألفا) يترسب:
CoSO 4 + H 2 S = CoS + H 2 SO 4
عندما يتم تسخين CoS في جو من H 2S ، يتم تكوين Co 9 S 8 بشبكة بلورية مكعبة. من المعروف أن كبريتيدات الكوبالت الأخرى معروفة ، بما في ذلك Co 2 S 3 و Co 3 S 4 و CoS 2. مع الجرافيت ، يتكون الكوبالت من كربيدات Co 3 C و Co 2 C ، مع الفوسفور - فوسفات التراكيب CoP ، Co 2 P ، CoP 3. يتفاعل الكوبالت أيضًا مع غير المعادن الأخرى ، بما في ذلك النيتروجين (تظهر نيتريد Co 3 N و Co 2 N) ، والسيلينيوم (تم الحصول على سيلينيدات الكوبالت CoSe و CoSe 2) ، والسيليكون (تُعرف مبيدات السليكون Co 2 Si ، CoSi CoSi 2) والبورون (من بين بوريدات الكوبالت المعروفة - Co 3 B ، Co 2 B ، CoB).
الكوبالت المعدني قادر على امتصاص كميات كبيرة من الهيدروجين دون تكوين مركبات ذات تكوين ثابت. تم تصنيع اثنين من هيدرات الكوبالت المتكافئة CoH 2 و CoH بشكل غير مباشر. معروفة أملاح الكوبالت القابلة للذوبان في الماء - كبريتات CoSO 4 ، كلوريد CoCl 2 ، نترات Co (NO 3) 2 وغيرها. ومن المثير للاهتمام أن المحاليل المائية المخففة لهذه الأملاح ذات لون وردي باهت. إذا تم إذابة الأملاح المدرجة (في شكل الهيدرات البلورية المقابلة) في الكحول أو الأسيتون ، تظهر المحاليل الزرقاء الداكنة. عند إضافة الماء إلى هذه المحاليل ، يتحول لونها على الفور إلى اللون الوردي الباهت.
تشتمل مركبات الكوبالت غير القابلة للذوبان على فوسفات Co 3 (PO 4) 2 وسيليكات Co 2 SiO 4. يتميز الكوبالت ، مثل النيكل ، بتكوين مركبات معقدة. لذلك ، مثل الروابط (سم.ليغان)في تكوين المجمعات مع الكوبالت ، غالبًا ما تظهر جزيئات الأمونيا NH 3. تحت تأثير الأمونيا على محاليل أملاح الكوبالت (II) ، تظهر مجمعات أمين حمراء أو وردية من الكوبالت ، تحتوي على الكاتيونات من التركيبة 2+. هذه المجمعات غير مستقرة إلى حد ما وتتحلل بسهولة حتى مع الماء.
تعتبر مجمعات الأمين من الكوبالت ثلاثي التكافؤ ، والتي يمكن الحصول عليها من خلال عمل الأمونيا على محاليل أملاح الكوبالت في وجود عوامل مؤكسدة ، أكثر استقرارًا. وهكذا ، تُعرف مجمعات هيكسامين مع الكاتيون 3+ (تسمى هذه المجمعات الصفراء أو البنية luteosols) ، مجمعات أكوابنتامين حمراء أو وردية مع كاتيون 3+ (ما يسمى روزوسالت). في بعض الحالات ، يمكن أن يكون للرابطات حول ذرة الكوبالت ترتيبات مكانية مختلفة ، ومن ثم توجد رابطة الدول المستقلة والأيزومرات العابرة للمجمعات المقابلة.
يمكن أن تعمل الأنيونات CN - و NO 2 - أيضًا كروابط في مجمعات الكوبالت. يؤدي تفاعل خليط من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون مع هيدروكسي كربونات الكوبالت عند ضغط مرتفع ، وكذلك التفاعل تحت ضغط ثاني أكسيد الكربون ومسحوق الكوبالت المعدني ، إلى إنتاج ثنائي النوى ثنائي الكوبالت أوكتاكربونيل من تكوين Co 2 (CO) 8. عند التسخين الدقيق ، يتم تكوين كاربونيل كو 4 (CO) 12. يستخدم Carbonyl Co 2 (CO) 8 للحصول على كوبالت شديد التشتت ، والذي يستخدم في طلاء الكوبالت على مواد مختلفة.
تطبيق
يتم إنفاق الجزء الرئيسي من الكوبالت الذي تم الحصول عليه في تحضير السبائك المختلفة. وبالتالي ، فإن إضافة الكوبالت تجعل من الممكن زيادة مقاومة الفولاذ للحرارة وتحسين خصائصه الميكانيكية وغيرها. الكوبالت هو أحد مكونات بعض السبائك الصلبة التي تُصنع منها أدوات عالية السرعة (مثاقب ، عينات). سبائك الكوبالت المغناطيسية (بما في ذلك ما يسمى السبائك المغناطيسية الناعمة والسبائك المغناطيسية الصلبة) لها أهمية خاصة. تُستخدم السبائك المغناطيسية القائمة على الكوبالت في تصنيع نوى المحركات الكهربائية ، وتُستخدم في المحولات والأجهزة الكهربائية الأخرى. لتصنيع رؤوس التسجيل المغناطيسية ، يتم استخدام سبائك مغناطيسية ناعمة من الكوبالت. تستخدم سبائك الكوبالت المغناطيسية الصلبة مثل SmCo 5 و PrCo 5 ، والتي تتميز بطاقة مغناطيسية عالية ، في صناعة الأدوات الحديثة.
لتصنيع المغناطيس الدائم ، يتم استخدام السبائك المحتوية على 52٪ كوبالت و 5-14٪ فاناديوم أو كروم (ما يسمى فيكالوي (سم.فيكالوي)). يعمل الكوبالت وبعض مركباته كمحفزات (سم.المحفزات)... توفر مركبات الكوبالت التي يتم إدخالها في الزجاج أثناء الانصهار لونًا أزرق جميلًا (كوبالت) لمنتجات الزجاج. تستخدم مركبات الكوبالت كأصباغ في العديد من الأصباغ.
الدور البيولوجي
الكوبالت هو أحد العناصر النزرة (سم.العناصر الدقيقة)، أي أنها موجودة باستمرار في أنسجة النباتات والحيوانات. بعض النباتات الأرضية والطحالب قادرة على تراكم الكوبالت. دخول جزيء فيتامين ب 12 (كوبالامين) ، يشارك الكوبالت في أهم عمليات جسم الحيوان - تكون الدم ، وظائف الجهاز العصبيوالكبد والتفاعلات الأنزيمية. يشارك الكوبالت في العمليات الأنزيمية لتثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي بواسطة بكتيريا العقيدات. الشخص العادي (وزن الجسم 70 كجم) يحتوي على حوالي 14 ملغ من الكوبالت. المتطلب اليومي هو 0.007-0.015 مجم ، ومتناول الطعام اليومي هو 0.005-1.8 مجم. في المجترات ، يكون هذا المطلب أعلى بكثير ، على سبيل المثال ، في أبقار الألبان - ما يصل إلى 20 مجم. يتم تضمين مركبات الكوبالت بالضرورة في الأسمدة ذات المغذيات الدقيقة. ومع ذلك ، فإن فائض الكوبالت ضار بالبشر. الحد الأقصى لتركيز غبار الكوبالت في الهواء هو 0.5 مجم / م 3 ، وفي مياه الشرب يكون المحتوى المسموح به لأملاح الكوبالت 0.01 مجم / لتر. الجرعة السامة 500 مجم. تعتبر أبخرة الكوبالت أوكتاكاربونيل Co 2 (CO) 8 سامة بشكل خاص.
النويدات المشعة الكوبالت -60
إن النويدات المشعة التي تم الحصول عليها صناعياً من الكوبالت 60 Co (نصف العمر T 1/2 5.27 سنة) لها أهمية عملية كبيرة. تتمتع أشعة جاما المنبعثة من هذه النويدات المشعة بقدرة اختراق قوية إلى حد ما ، وتستخدم "مدافع الكوبالت" - الأجهزة المجهزة بـ 60 Co ، على نطاق واسع في الكشف عن الخلل ، على سبيل المثال ، اللحامات الملحومة لأنابيب الغاز ، في الطب لعلاج السرطان و لأغراض أخرى. يستخدم 60 Co أيضًا كعلامة للنويدات المشعة.

القاموس الموسوعي. 2009 .

القاموس الموسوعي العلمي والتقني

- (كوبالتوم) ، كو ، عنصر كيميائي للمجموعة الثامنة من النظام الدوري ، العدد الذري 27 ، الكتلة الذرية 58.9332 ؛ معدن ، النائب 1494 درجة مئوية ؛ المغناطيس الحديدي ، كوري بوينت 1121shC. الكوبالت هو أحد مكونات السبائك المغناطيسية عالية القوة والصلبة وغيرها ؛ ... ... الموسوعة الحديثة

- (الكوبالت اللاتيني) Co ، العنصر الكيميائي للمجموعة الثامنة من النظام الدوري ، العدد الذري 27 ، الكتلة الذرية 58.9332. الاسم من Kobold brownie الألماني ، gnome. معدن فضي-أبيض مع مسحة ضاربة إلى الحمرة ؛ الكثافة 8.9 جم / سم ، النائب 1494 ج ؛ ... ... قاموس موسوعي كبير

الزوج. معدن رمادي ، في أحافير مختلفة ، والتي ، في المظهر ، تسمى: الكوبالت الأبيض ، الأحمر ، إلخ. الكوبالت ، الذي يحتوي على الكوبالت ، مرتبط به. زهور الكوبالت ، الكوبالت الأحمر الزرنيخ. قاموس دال التوضيحي. في و. دال ... قاموس دال التوضيحي

كوبالت- (كوبالتوم) ، كو ، عنصر كيميائي للمجموعة الثامنة من النظام الدوري ، العدد الذري 27 ، الكتلة الذرية 58.9332 ؛ معدن ، النائب 1494 درجة مئوية ؛ المغناطيس الحديدي ، كوري نقطة 1121 درجة مئوية. الكوبالت هو أحد مكونات السبائك المغناطيسية عالية القوة والصلبة وغيرها ؛ ... ... قاموس موسوعي مصور

كوبالت- (كو) معدن الفضة الصلب. يتم استخدامه: لإنتاج السبائك الخاصة ، وأجزاء محركات الطائرات النفاثة ، وأدوات القطع ، والمواد المغناطيسية ؛ عند اللحام في صناعة السيراميك والزجاج. في الريف ... ... الموسوعة الروسية لحماية العمل

كوبالت- COBALT ، Cobaltum (علامة كيميائية Co) ، معدن أبيض لامع مع صبغة حمراء ، ينتمي إلى المجموعة VIII والصف الرابع من نظام Mendeleev الدوري. في مركباته النموذجية ، K. هو اثنان وثلاثي التكافؤ ، مكونين سلسلتين من الأملاح: النيتروز ... ... موسوعة طبية عظيمة

كوبالت- كيمياء. العنصر ، الرمز Co (اللاتينية Cobaltum) ، في. ن. 27 ، في. م 58.93 ؛ معدن أبيض فضي ثقيل مع صبغة حمراء ، كثافة 8900 كجم / م 3 ، ذوبان = 1493 درجة مئوية. إلى يشير إلى المغناطيسات الحديدية. معادن الكوبالت نادرة ولا تشكل صناعيا ... ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

Co (من الألمانية كوبولد براوني ، قزم * أ. كوبالت ؛ ن. كوبالت ؛ و. كوبالت ؛ و. كوبالتو) ، كيم. عنصر المجموعة الثامنة الدورية. نظام منديليف ، في. ن. 27 ، في. م 58.9332. يتكون Natural K. من نظيرين مستقرين 59 درجة مئوية (99.83٪) و 57 درجة مئوية (0.17٪) ... الموسوعة الجيولوجية

تعريف

كوبالت- عنصر كيميائي موجود في الفترة الرابعة في المجموعة الثامنة من الجدول الدوري لـ D.I. مندليف.

العدد الترتيبي هو 27. هيكل الذرة مبين في الشكل. 1. معدن من عائلة د.

أرز. 1. رسم تخطيطي لبنية ذرة الكوبالت.

في ظل الظروف العادية ، يعتبر الكوبالت مادة بيضاء ذات صبغة صفراء ، يضيء. إنه قادر على الوجود في شكل عدة تعديلات ، كل منها مستقر في نطاق درجة حرارة معينة. ما يصل إلى 430 درجة مئوية من الكوبالت ألفا مستقر مع شبكة سداسية معبأة قريبة ، أعلى من 430 درجة مئوية - β- كوبالت مع شعرية مكعبة محورها الوجه.

الكتلة المولية للكوبالت هي 58.9332 جم / مول.توضح هذه القيمة نسبة كتلة المادة (م) وعدد مولات مادة معينة (ن) ، يُشار إليها بالرمز M ويمكن حسابها بالصيغة:

بعبارة أخرى ، الكتلة المولية لمادة ما هي كتلة 1 مول من مادة معينة ، معبرًا عنها في جم / مول أو كمول.

لا يمكن أن يوجد الكوبالت في شكل غاز ، فقط في شكل مادة صلبة ، لذلك ، للعثور على قيمة كتلته المولية ، لا يمكن للمرء استخدام قيمة الحجم المولي أو إجراء حسابات باستخدام صيغة Mendeleev-Clapeyron.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 2