Кобалт - свойства на химичните елементи

Кобалт (. Лат Cobaltum), Co, химичен елемент на първата триада група VIII на периодичната система на Менделеев; атомен номер 27, атомно тегло 58,9332; хеви метъл сребърен цвят с розов оттенък. В природата, елементът е стабилен изотоп 59 Co; на изкуствени радиоактивни изотопи от решаващо значение 60 Co.

Исторически информация. Кобалт оксид е била използвана в древен Египет, Вавилон, Китай, за оцветяване на стъкло и емайли сини. За същата цел през 16 век в Западна Европа започва да използва tsafroy или шафраново - сив земен маса, която се получава чрез изпичане някои руди, които са били наричани "Kobold". Тези руди, събрани по време удар изобилие токсичен дим, и от продукта от калциниране метална стопилка неуспешно. Средновековните миньори и металурзи вярвали, че е дело на митични същества - Kobold (германски Kobold -. Brownie, гном). В 1735 шведската химик G. Brandt чрез нагряване в пещ с взрив tsafry смес с въглища и поток, е метал, който е наречен "коболд орехче." Скоро името е променено на "kobolt" и след това върху "кобалт".

В биосферата, кобалт предимно разсейва, обаче, в области, където има растения - концентратори на кобалт, образувани кобалтови депозити. Горната кора наблюдава рязко диференциация Кобалт - в средните глини и шисти съдържат 2 х 10 -3% кобалт, в пясъчници 3 · 10 -5. в варовик 1 · 10 -5. Най-кобалт бедни песъчливи почви на горските територии. Повърхността на кобалт напоява малки, океаните то само 5 · 10 -8%. Като слаб воден миграционен кобалт лесно става утаяване адсорбирания манганови хидроокиси, глини и други фино раздробен минерален.

Физичните свойства на кобалт. В обикновена температура до 417 ° С в кристалната решетка на шестоъгълна близо опаковани кобалт (с периоди на а = 2,5017ÅИ с = 4614Å), Над тази решетка кобалт температура лице центрирана кубична (а = 3,5370Å). Атомното радиус от 1.25ÅЙонийски радиуси на Co 2+ 0.78Å и Co 3+ 0.64Å, Плътност 8,9 грама / cm3 (при 20 ° С); т.т. 1493 ° С, точка на кипене 3100 ° С Капацитетът на топлина от 0.44 килоджаул / (кг · К) или 0.1056 кал / (г · ° С); топлопроводността на 69,08 W / (m · K) или 165 кал / (см · сек · ° С) при 0-100 ° С Електрическо съпротивление 5.68 х 10 ома -8-М, или 5.68 х 10 -6 ома · cm (при О ° С). Кобалт е феромагнитен и съхранява феромагнетизма от ниски температури до точката на Кюри, θ = 1121 ° С Механични свойства кобалт зависят от метода за механична и топлинна обработка. Якостта на опън от 500 MN / т2 (или 50 кгс / mm 2) за ковано кобалт и закалени; 242-260 MN / т2 за отливката; 700 MN / т2 за жицата. Твърдост по Бринел 2.8 GN / m 2 (или 280 кгс / mm 2) за студено закален метал, 3.0 GN / m 2, депозиран от електролиза; 1.2-1.3 GN / m 2 за реасоцииралия.

Химичните свойства на кобалт. Конфигурация на външни електронни черупки атоми кобалт 3d 7 4s 2. В съединенията с кобалт показва променлива валентност. С прости съединения най-стабилната Co (II) комплекс в - Co (III). За Co (I) и Co (IV) се получават само няколко комплекси. При нормална температура на компактни кобалт подпори срещу действието на вода и въздух. Фино разделен кобалт, оксид, получен чрез редукция с водород при 250 ° С (пирофорни кобалт) запалва спонтанно във въздуха, се превръща в КЕ. Компактен кобалт започва да се окисли с въздух над 300 ° С; в червено топлина се разлага пара СО + Н2 О = H2 + КЕ. С халогена кобалт е лесно свързан при нагряване за да се образува халогениди СОХ2. При нагряване кобалт реагира с S, Se, Р, As, Sb, С, Si, В и състава на получените съединения са понякога не отговаря на гореспоменатите валентности (например СО2 R, CO2 като, CoSb2. CO3 С, CoSi3). В разредена солна и сярна киселини кобалт разтваря бавно с отделяне на хлороводород и форма съответно SOCl2 и CoSO4 сулфат. Разреден азотна киселина се разтваря кобалт с освобождаването на азотни оксиди и образуването на нитрат Co (NO3) 2. Концентрирана HNO3 пасивирана кобалт. Споменатите соли на Co (II) са лесно разтворими във вода [при 25 ° С 100 г вода се разтваря 52,4 грама SOCl2. 39,3 грама на CoSO4. 136,4 грама на Co (NO3) 2]. Сода алкални соли се утаяват от разтвор Co 2+ синьо хидроксид Co (ОН) 2. който постепенно се превърне кафяво поради окисляване с атмосферен кислород в Co (ОН) 3. Отопление на кислород при 400-500 ° С КЕ се превръща в черна смесен оксид CO3 O4. или КЕ · Co2 О3 - тип шпинел съединение. Съединение от същия тип CoAl2 O4 или КЕ · Al2 О3 синьо (кобалтово синьо, открит през 1804 г. от L. J. тенар) се получава чрез калциниране смес от КЕ и Al2 О3 при температура от около 1000 ° С

С прости съединения (IP) са известни само няколко. Действието на флуорид в прах или Co SOCl2 при 300-400 ° С произведени кафяво флуорид CoF3. Комплексни съединения на Co (III) са много стабилни и могат да бъдат получени лесно. Например, KNO2 утаява от солеви разтвори Co (II), съдържащи СООН СН3, жълт умерено geksanitrokobaltat (III) K3 Калиев [Co (NO2) 6]. Много различни kobaltamminy (преди kobaltiaki) - комплекси на Co (III), съдържащ амоняк или някои органични амини.

Първи Cobalt. Минерали Cobalt рядко и не се образува значително натрупване на руда. Основният източник на промишленото производство са кобалт никелови руди, съдържащи кобалт като примес. Обработка на тези руди е много сложен, и метод зависи от състава на рудата. В крайна сметка получава кобалт и никел хлорид разтвор, съдържащ примеси Си2 +. Pb 2+. Bi 3+. Действие на Н2 S се утаява сулфиди Cu, Pb, Bi, и след това се прехвърля чрез преминаване хлор Fe (II) до Fe (III) и се утаява чрез прибавяне на СаСОз 3 Fe (ОН) 3 и CaHAsO4. Никел кобалт отделя от реакционната смес: 2SoCl2 + NaClO + 4NaOH + Н 2О = 2Коринтяни (ОН) 3 ↓ + 5NaCl. Почти всички никел остава в разтвор. Черна утайка Co (ОН) 3 се калцинира до отстраняване на водата; CO3 O4 получава оксид се редуцира с водород или въглерод. Кобалт метал, съдържаща до 3.2% онечиствания (Ni, Fe, Cu и други) може да се пречисти чрез електролиза.

Използването на кобалт. Кобалт се използва предимно под формата на сплави; такива кобалтови сплави и други сплави метална основа, където кобалт е легиране елемент. Кобалт сплави се използват като топлоустойчива и топлоустойчиви материали при производството на постоянни магнити, както и други режещ инструмент. На прах Кобалт и CO3 O4 служат като катализатори. CoF3 флуорид се използва като силен флуориращо средство, особено кобалтово синьо и кобалт силикат и калиев - като бои в керамичната и стъкларската промишленост. Кобалт соли, използвани в селското стопанство като микроелементи торове, както и за хранене на животните.

От изотоп Кобалт изкуствено радиоактивно има най-голяма стойност от 60 Co с период на полуразпад T = 5,27 години, широко използвани като gammaizluchatel. В нивото на техниката се използва гама-радиография. В медицината - най-вече в областта на радиационната терапия на тумори и за стерилизация на медицински консумативи. Той също се използва, за да убие насекомите в зърно и зеленчуци, както и за запазване на храна. Други радиоактивни изотопи - 56 CO (? Т = 77 дни), 57 на Co (270 дни) и 58 Co (72 дни), като по-малко опасни (кратък полуживот) се използва като следящият индикатор с метаболитен изследвания, по-специално за изследване на разпределението на кобалт в животински организъм (като се използва радиоактивен кобалт проучен плацентата пропускливост и т. т.).