Кобалт - химичен елемент

Физични и химични свойства

Списък на използваната литература

Element Периодичната система

Име на елемент "Кобалт" идва от латинската Sobaltum.

От химичен елемент с атомен номер 27. Неговото атомно тегло 58,9332. Химическа символ на Co елемент се произнася същите като името на елемента.

Природен кобалт се състои от две стабилни нуклиди: 59So (99,83% от теглото) и 57Со (0.17%). Периодичната система на елементите, D. I. Mendeleeva VIIIV кобалт включени в група и заедно с желязо и никел форми в 4-ти период на тази група от подобни свойства триада преходни метали. Конфигурацията на двата външни слоя на електронен 3s2p6d74s2 кобалт атом. Форми съединения често в окисляване състояние 2, най-малко - в окисляване състояние 3 и е много редки в окислителните състояния, +1, +4 и +5.

Радиусът на неутрален атом на кобалт от 0.125 Nm йон радиус (координация брой 6) Со2 + - 0,082 пМ, CO3 + - 0.069 Nm и CD4 + - 0.064 Nm. Енергия последователно йонизация на атоми на кобалт 7.865, 17.06, 33.50, 53.2 и 82.2 ЕГ. По скала на Полинг електроотрицателност кобалт 1.88.

Кобалт - блестяща, сребристо-бял, хеви метъл с розов оттенък.

От древни времена, кобалт оксиди, използвани за оцветяване на стъкло и емайли в тъмносин цвят. До 17-ти век тайната на получаване на багрила от руди пази в тайна. Тези руди в Саксония, наречени "Kobold" (на немски Kobold -. Brownie, гневни джуджета Пречеща миньори и мина руда помирисВат метал от тях). Отбележете откриването на кобалт принадлежи към шведски химик G. Бранд. През 1735 той открои коварната "нечисти" руди ново сребърно бели, със слаб розов оттенък метал, който предлага името "Kobold". По-късно това име е преобразувана в "кобалт".

Да бъдеш в природата

Кобалт - сравнително рядък метал, както и богата в своята област вече е почти изчерпан. Следователно, кобалт съдържаща суровини (често никелови руди, съдържащи кобалт като примес) първо се обогатяват, концентрат, получен от него. Освен това, за да се екстрахира концентрат кобалт или третирани с разтвори на сярна киселина или амоняк, или методи pyrometallurgy обработват в сулфид или метална сплав. След това тази сплав се извлича със сярна киселина. Понякога екстракция кобалт се извършва сярна киселина "накуп" първоначален руда излугване (стрити руда се поставя в един куп при високи специални бетонни подове и полива от горния разтвор на купчина извличане).

За пречистване на кобалт от придружаващите примеси се използва все екстракция. Най-трудният проблем при пречистването на кобалт от примеси - е разделянето на кобалт от най-близкия му върху химичните свойства на никел. Разтворът, съдържащ катиони на тези два метала често се третират със силни окислители - хлор или натриев хипохлорит NaOCl; кобалт преминава в утайката. Крайното пречистване (рафиниране) се извършва чрез електролиза на своята кобалтов сулфат воден разтвор, който обикновено се добавя борна киселина Н3ВО3.

Физични и химични свойства

Кобалт - твърд метал, която съществува в две версии. При температура от стайна до 427 ° С е стабилна а-модификация (с хексагонална кристална решетка параметри а = 0.2505 пМ и с = 0,4089 пМ). Плътност 8,90 кг / дм3. При температури от 427 ° С до точката на топене (1494 ° С), б-стабилна модификация кобалт (лице центрирана кубична решетка). точка кобалт кипене от около 2960 ° С Кобалт - феромагнитен материал, точка на Кюри на 1121 ° С Стандартният електрод потенциал co0 / CO2 + -0,29 Б.

В въздух компактен кобалт стабилен при температура над 300 ° С е покрита с филм оксид (силно диспергиран кобалт пирофорни). С водната пара, съдържаща се в въздух, вода, основи и карбоксилни киселини кобалт не реагира. Концентрирана азотна киселина passivates повърхността на кобалт, както и желязо passivates повърхност.

Няколко кобалтов оксид. Кобалтов оксид (II) КЕ има основни свойства. Той съществува в две полиморфни модификации: а форма (кубичен решетка), стабилни при температури от стайна до 985 ° С, и при високи температури съществуващите б-форма (също кубичен решетка). КЕ може да се получи чрез нагряване в инертна атмосфера gidroksorkarbonata кобалт Co (ОН) 2SoSO3 или внимателно намаляване So3O4.

Ако кобалтов нитрат Co (NO3) 2, неговата хидроксид Co (ОН) 2 или хидроксикарбонат калцинира на въздух при около 700 ° С, образуваната So3O4 кобалтов оксид (СоО · Co2O3). Това оксид чрез химична поведение подобно на Fe3O4. И двете тези оксид сравнително лесно от водород на свободните метали:

So3O4 + 4H2 = 3So + 4H2O.

.. калцинирането Co (NO3) 2, Co (ОН) 2, и т.н. при 300 ° С възниква друг кобалтов оксид - So2O3.

Тя се утаи Co (ОН) 2, който лесно се окислява при изливане алкален разтвор към разтвор на кобалтова сол (II) на. По този начин, когато се нагрява на въздух при температура малко над 100 ° С Co (ОН) 2 се превръща в отдел на ООН.

Ако водни разтвори на соли на двувалентен кобалтови акт алкален в присъствието на силни окислители, се формира на Co (ОН) 3.

При нагряване на кобалт реагира с флуор да образуват SoF3 трифлуорид. Ако КЕ или SoCO3 действа газообразен HF се образува друг SoF2 кобалт флуорид. При нагряване на кобалт реагира с хлор и бром до получаване, съответно, SoSl2 дихлорид и дибромид SOBr2. Чрез взаимодействие на метален кобалт с газообразен HI при температури от 400-500 ° С могат да бъдат получени SoI2 кобалт дийодид.

Легиращи кобалтови и серни прахове могат да се получат сребърни сиви CoS кобалтов сулфид (Ь-модификация). Ако през разтвор кобалтова сол (II) прескачане сероводород H2S ток след това пада на черна утайка кобалтови сулфидни CoS (а-модификация):

CoSO4 + H2S = CoS + H2SO4

Когато CoS нагрява под H2S атмосфера So9S8 образувани с кубична кристална решетка. Има и други кобалт сулфиди, включително Co2S3, Co3S4 и CoS2.

С образува карбиди с графит кобалт и So3C So2S, в фосфор - фосфид състави SOP, So2P, SoP3. Кобалт реагира с други неметали, включително азот (като нитриди So3N и Co2N), селен (получен селениди кобалт COSE и CoSe2), силиций (известни силициди Co2Si, Cosi CoSi2) и бор (сред известни бориди на кобалт - So3V, So2V, сови).