Կոբալտ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
27 ԵրկաթԿոբալտՆիկել
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կլիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
27Co
Hexagonal.svg
Electron shell 027 Cobalt.svg
Kobalt electrolytic and 1cm3 cube.jpg
Փայլուն արծաթա-սպիտակ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Կոբալտ/ Cobaltum (Co), 27
Խումբ, պարբերություն, բլոկ 8, 4, d
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
58,933195(5)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Ar] 3d7 4s2
Ատոմի շառավիղ 125 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 116 պմ
Իոնի շառավիղ (+3e) 63 (+2e) 72 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,88 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ Fe←Fe3+ −0,04 В
Fe←Fe2+ −0,44 В
Օքսիդացման աստիճաններ +2, +3
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 758,1 (7,86) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 7,874 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1768
Եռման ջերմաստիճան 3143
Գոլորշիացման տեսակարար ջերմունակություն 6088 կՋ/կգ ~ 340 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն 24,8[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 6,7 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=2,505 c=4,089
C/a հարաբերություն 1,632
Դեբայի ջերմաստիճան 385 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 100 Վտ/(մ·Կ)
27
Կոբալտ
Co
58,933
3d74s2

Կոբալտ (լատ.՝ Cobaltum)՝ քիմիական տարր է, որի նշանն է Co, պարբերական համակարգի 8-րդ խմբի առաջին եռյակի քիմիական տարր: Կարգահամարը 27 է, ատոմական զանգվածը՝ 58,9332: Կոբալտը վարդագույն երանգով արծաթագույն, ծանր մետաղ է: Ունի մեկ կայուն իզոտոպ՝ 59Co (տարածվածությամվ 100[3] %), արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներից արժեքավոր է 60Co(T1/2= = 5,27 տարի):

Միարժեք և քառարժեք կոբալտի համար ստացված են միայն քիչ թվով կոմպլեքս միացություններ: Սովորական ջերմաստիճանում հոծ կոբալտը կայուն է ջրի և օդի ազդեցության նկատմամբ: α-Co ունի վեցանկյուն բյուրեղացանցի կառուցվածք, β-Co բյուրեղացանցը խորհանարդ է, ջերմաստիճանային անցումը՝ α↔β, 427 °C:

Պատմություն[խմբագրել]

Kobalt 13g.jpg

Հին Եգիպտոսում, Բաբելոնում և Չինաստանում կոբալտի օքսիդը կիրառվում էր ապակին և արծնը կապույտ ներկելու համար: Նույն նպատակով 16-րդ դարում Արևմտյան Եվրոպայում օգտագործվում էր քրքումաներկը, որն ստանում էին «կոբոլդ» կոչվող հանքանյութերի ջերմային մշակմամբ, որի ընթացքում անջատվում էր մեծ քանակությամբ թունավոր ծուխ, իսկ ջերմային մշակման նյութերից չէր հաջողվում մետաղ ձուլել:

Միջնադարյան հանքափորներն ու մետաղագործներն պյդ երևույթը համարում էին առասպելական էակների՝ կոբոլդների (գերմ.՝ Kobold - տան ոգի, գնոս) արարքներ: 1735 թվականին շվեդ, քիմիկոս Գ. Բրանդը քրքումաներկի, քարածխի և ֆլյուսի խառնուրդը հնոցում տաքացնելով ստացավ մետաղ և անվանեց «կոբոլդի ձուլահատիկ»:

Հետագայում այն վերանվանվեց «կոբոլտ», ապա՝ «կոբալտ»: Կոբալտի պարունակությունը երկրակեղևում 1,8•10-3% է (ըստ զանգվածի): Կոբալտի միներալները (թվով 30 հատ) հազվագյուտ են և չեն առաջացնում նշանակալի հանքակուտակումներ: ՝

Բնության մեջ[խմբագրել]

Երկրակեղևում կոբալտի պարունակությունն ըստ զանգվածի հավասար է 4•10−3 %։ Հայտնի է կոբալտ պարունակող շուրջ 30 հանքանյութ, որոնցից են՝ կոբալտինը CoAsS, լինեիտը Co3S4, սմալտինը CoAs2 և այլն։ Ծովի ջրում պարունակությունը մոտ (1,7)•10−10 % է։ Կոբալտի ամենահարուստ հանքերը գտնվում են Կոնգոյի Դեմոկրատական Հանրապետությունում[4]։

Ստացում[խմբագրել]

Cobalt(II)-chloride-hexahydrate-sample.jpg

Կոբալտի արդյունաբերական ստացման հիմնական աղբյուրը նիկելի հանքանյութերն են, որոնցում այն գտնվում է խառնուրդի ձևով: Այդ հանքանյութերի մշակումը շատ բարդ է և դրա եղանակը կախված է հանքանյութի բաղադրությունից: Նիկելից կոբալտից անջատում են ըստ ռեակցիայի:

\mathsf{2CoCl_2 + NaClO + 4NaOH + H_2O \rightarrow 2Co(OH)_4 + 5NaCl}

Համարյա ամբողջ նիկելը մնում է լուծույթում: Ջուրը հեռացնելու համար Co(OH)3-ը սև նստվածքը շիկացնում են: Ստացված Co3O4 օքսիդը վերականգնում են ջրածնով կամ ածխածնով: 2-3 % խառնուրդներ (Ni, Fe, Cu ևն) պարունակող կոբալտը կարելի է մաքրել էլեկտրոլիզով:

Ֆիզիկական հատկությունները[խմբագրել]

Կոբալտը մետաղ է։ Օքսիդների բարակ շերտից ստանում է դեղնավուն երանգ։ Կոբալտը գոյություն ունի երկու ձևափոխությունների տեսքով։ Սենյակայինից մինչև 427 °C ջերմաստիճանը կայուն է α-ձևափոխությունը, 427 °C-ից մինչև հալման 1494 °C ջերմաստիճանը՝ β-ձևափոխությունը։ Կոբալտն ունի ֆերոմագնիսական հատկություն։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Արտադրությունը 2005 թվականին
Համաշխարհային արտադրությունը

Մանրացրած կոբալտը, որն ստացվում է 250 °C-ում նրա օքսիդը ջրածնով վերականգնելիս (հրակիր կոբալտ), օդում ինքնաբոցավառվում է՝ փոխարկվելով CoO-ի: Հոծ կոբալտը սկսում է օքսիդանալ միայն 300 °C-ից բարձր: Կարմիր շիկացման ջերմաստիճանում կոբալտը քայքայում է ջրային գոլորշին՝

\mathsf{Co + H_2O \rightarrow CoO + H_2}

Տաքացնելիս կոբալտը հեշտությամբ է միանում հալոգեններին՝ առաջացնելով հալոգենիդներ՝ CoX2: Նույն պայմաններում փոխազդում է ծծմբի, սելենի, ֆոսֆորի, զառիկի, ածխածնի, սիլիցիումի, բորի և այլ տարրերի հետ, ընդ որում ստացված նյութերի բաղադրությունը երբեմն չի համապատասխանում վերը հիշատակված արժեքային վիճակներին (օրինակ, Co3P, Co2As, Co3C և այլն):

\mathsf{2Co + 3F_2 \rightarrow 2CoF_3}
\mathsf{Co + Cl_2 \rightarrow CoCl_2}

Նոսր աղաթթվի և ծծմբական թթվի հետ դանդաղ է փոխազդում, դուրս է մղում ջրածին և առաջացնում, համապատասխանաբար, քլորիդ՝ CoCl2, և սուլֆատ՝ CoSO4, իսկ նոսր ազոտական թթվի հետ՝ ազոտի օքսիդներ և նիտրատ:

\mathsf{Co_3O_4 + 4H_2 \rightarrow 3Co + 4H_2O}
\mathsf{4Co(OH)_2 + O_2 \rightarrow 2Co_2O_3 + 4H_2O}

Խիտ HNO3-ը պասսիվացնում է կոբալտ: Cօ2+-ի աղերի լուծույթներից ալկալիները նստեցնում են կապույտ հիդրօքսիդը՝ Co(OH)2, որն աստիճանաբար մգանում է օդի թթվածնով մինչև Co(OH)3 օքսիդանալու պատճառով: 400-500 °C-ում թթվածնում CoO-ն տաքացնելիս առաջացնում է սև ենթօքսիդ-օքսիդ՝ Co3O4, կամ CoO•Co2O3:

Կիրառություն[խմբագրել]

«Կոբալտի կապույտ» գույնի ապակեղեն:
  • Հնագույն ժամանակներից կոբալտից ստեղծված գունանյութերը (կոբալտի կապույտ) օգտագործվել են զարդեղենների արտադրությունում և ապակիներ գունավորելու համար։
  • Կոբալտն օգտագործվում է պողպատի լեգիրացման համար, ինչի շնորհիվ մեծանում է վերջինիս ջերմակայունությունը, բարելավվում են մեխանիկական հատկությունները։ Կոբալտ պարունակող համաձուլվածքներից պատրաստում են մշակող գործիքներ՝ շաղափներ, կտրիչներ և այլն։
  • Քիմիական ռեակցիաներում օգտագործվում է որպես կատալիզատոր։
  • Լիթիումի կոբալտիտը կուտակիչների արտադրության ժամանակ օգտագործվում է որպես բարձր արդյունավետության դրական էլեկտրոդ։
  • Բժշկության մեջ ռադիոակտիվ 60Co-ը, որի կիսատրոհման պարբերությունը 5 271 տարի է, օգտագործվում է գամմա-դեֆեկտասկոպիա կատարելու ժամանակ։

Կենսաբանական դեր[խմբագրել]

Կոբալտը բոլոր կենդանիների համար ունի էական նշանակություն։ Այն կոբալամինի հիմնական բաղկացուցիչն է, որը հայտնի է նաև որպես B12 վիտամին։ Կոբալտը մասնակցում է արյունաստեղծմանը, նյարդային համակարգի և լյարդի գործունեությանը։ Մարդու օրական կոբալտի պահանջը կազմում է 0.007-0.015 մգ։ Մարդու մարմինը պարունակում է իր քաշի յուրաքանչյուր կիլոգրամի հաշվարկով 0.2 մգ կոբալտ։

Օրգանիզմում[խմբագրել]

Մշտապես գտնվելով կենդանիների և բույսերի հյուսվածքներում կոբալտը մասնակցում է նյութափոխանակության պրոցեսներին: Կոբալտի նկատմամբ մարդու օրական պահանջը 7-15 մկգ է, կենդանիներինը կախված է նրանց տեսակից, տարիքից և մթերատվությունից:

Կերաբաժնում կոբալտի անբավարարությունը նվազեցնում է կենդանիների մթերատվությունը, խախտվում է նյութափոխանակությունը և արյունաստեղծումը, առաջանում որոճողների ակոբալտոզ: Կոբալտը ազդում է սպիտակուցների, ածխաջրերի, ճարպերի նյութափոխանակության, նուկլեինաթթուների սինթեզի, կենդանի օրգանիզմում օքսիդավերականգնման ռեակցիաների վրա: Կոբալտի արյունաստեղծումը և էրիտրոպոետինների սինթեզն ակտիվացնող հզոր միջոց է:

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report). — Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л.. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 414. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. Կաղապար:Справочник:Nubase2003
  4. Мировая добыча кобальта по странам

Գրականություն[խմբագրել]

  • M. Binnewies: Allgemeine und Anorganische Chemie (1.Auflage). Spektrum Verlag., Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-0208-5.
  • Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  • A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1681–1695.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]


Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png