logo
Kursova_2

1.3. Кобальт. Загальна характеристика

Сполуки Кобальту застосовувались в глибоку давнину в Єгипті і Китаї для фарбування в синій колір фарфорових і скляних виробів. Вперше Кобальт в формі простої речовини був отриманий в 1742 р. Брандом, котрий також описував його фізичні і хімічні властивості.

Порядковий номер Кобальту 27 його атомна маса 58,9332, електронна конфігурація атома має таку електронну конфігурацію …3d7 4s2 . Відповідаючи максимальному числу неспарених електронів валентні стани для даних елементів нетипові. Найбільш характерні для нього ступені окиснення +2 і +3. Кобальт знаходиться в першій тріаді VIII групи періодичної системи Д.І.Менделєєва і має лише один стійкий ізотоп Co59, але багато радіоактивних ізотопів отримані штучно. Найбільш практичне значення має радіоізотоп кобальту Co60, котрий використовується в медицині [6].

Кобальт являє собою блискучий, білий метал з сіруватим відтінком, є твердий і крихкий. У високодисперсному стані Кобальт пірофорний – здатний самозайматись на повітрі. У нього різко виражена парамагнітність, притягується магнітом, намагнічується і тому називається феромагнітом. Пластичний, здатний проводити електричний струм. Наявність навіть невеликих кількостей домішок інших елементів у кобальті приводить до різкої зміни механічних та фізико-хімічних властивостей металу, на властивості металу значною мірою впливає також термічна і механічна обробка. Значення стандартного електродного потенціалу Кобальту дозволяє відносити його до числа металів середньої хімічної активності [7].

Кобальт завжди міститься в організмі тварин і в рослинах. Морські водорості можуть поглинати кобальт із води. Вміст його в рослинах і живих організмах знаходиться в межах від 10-5 – 10-3 %. Впливає на обмін речовин і на активність ферментів [6].

Отримання :

  1. CoO + H2 = Co + H2O (120 – 500oC)

  2. (CoII Co2III)O4 + 4H2 = 3Co + 4H2O (120 – 500oC)

  3. 2CoSO4 + 2H2O = 2Co↓(катод) + O2↑(анод) + H2SO4 (електроліз)

  4. [Co2(CO)8] = 2Co + 8CO (60oC)

Хімічні властивості

Кобальт пасивує в концентрованих сірчаній і нітратній кислотах. Не реагує з водою, фторидною кислотою, лугами в розчині, гідратом аміаку, азотом. Реагує з розбавленими кислотами, з лугами при сплавлянні, неметалами, аміаком, монооксидом вуглецю. При нагріванні здатний сполучатися з галогенами, оксигеном та ін. Поглинає водень при кімнатній температурі. У водному розчині катіони Со2+ мають рожеве забарвлення.

  1. Co + 2HCl(розб., гор.) = CoCl2 + H2↑

  2. 3Co + 8HNO3 (розб., гор.) = 3Co(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

  3. 4Co + 4NaOH + 3O2 = 4NaCoO2(червоний) + 2Н2O

  4. 2Co + O2(повітря) = 2СoO

  5. Co + Cl2 = CoCl2

  6. Co + 2N2O4 = 2NO + Co(NO3)2(червоний)↓

  7. Сo + NaHCO3(конц.) + H2O = H2↑(катод) + СoCO3↓(анод) + NaOH. [8]

Застосування

Технічне застосування Кобальту до кінця XIX – поч. XX ст. обмежувалось його високою вартістю і недостатнім вивченням властивостей його сплавів. В той час він використовувався для виробництва дуже стійких фарб різного кольору.

Кобальт широко використовувався в металургії для виробництва спеціальних сталей і сплавів, він надає сталям високу твердість, термостійкість стійкість проти кислот. Жаростійкі сплави на основі кобальту застосовуються для виготовлення частин двигунів внутрішнього згоряння, турбін, реактивних двигунів, атомноелектричних установок і інше. Кобальт і його сполуки використовуються як каталізатори при різних хімічних процесах [6].