Окись кобальта


Окись кобальта

Ко́бальт — твёрдый вязкий блестящий голубовато-серый металл.

Кобальт / Cobaltum (Co)
Атомный номер 27
Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
58,9332 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 125 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
758,1 (7,86) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ar] 3d7 4s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 116 пм
Радиус иона (+3e) 63 (+2e) 72 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,88
Электродный потенциал 0
Степени окисления 3, 2, 0, -1
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 8,9 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,456 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 100 Вт/(м·K)
Температура плавления 1 768 K
Теплота плавления 15,48 кДж/моль
Температура кипения 3143 K
Теплота испарения 389,1 кДж/моль
Молярный объём 6,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Период решётки 2,510 Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая 385,00 K

Содержание

История

Происхождение названия

Схема атома кобальта

Название химического элемента кобальт происходит от нем. Kobold — домовой, гном. При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. Вероятно, имя злого духа восходит к греческому «кобалос» — дым. Этим же словом греки называли лживых людей.

В 1735 году шведский минералог Георг Бранд сумел выделить из этого минерала неизвестный ранее металл, который и назвал кобальтом. Он выяснил также, что соединения именно этого элемента окрашивают стекло в синий цвет — этим свойством пользовались ещё в древних Ассирии и Вавилоне.

Нахождение в природе

Массовая доля кобальта в земной коре 4·10−3%. Кобальт входит в состав минералов: каролит CuCo2S4, линнеит Co3S4, кобальтин CoAsS, сферокобальтит CoCO3, смальтит CoAs2 и других. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов. Кобальту сопутствуют железо, никель, марганец и медь. Содержание в морской воде приблизительно (1,7)·10−10%.

Получение

Кобальт получают в основном из никелевых руд, обрабатывая их растворами серной кислоты или аммиака. Также используется методы пирометаллургии. Для отделения от близкого по свойствам никеля используется хлор, гипохлорат кобальта (Co(ClO3)2) выпадает в осадок, а соединения никеля остаются в растворе.

Физические свойства

Кобальт — твердый металл, существующий в двух модификациях. При температурах от комнатной до 427 °C устойчива α-модификация. При температурах от 427 °C до температуры плавления (1494 °C) устойчива β-модификация кобальта (решетка кубическая гранецентрированная). Кобальт — ферромагнетик, точка Кюри 1121 °C.

Желтоватый оттенок ему придает тонкий слой оксидов.

Химические свойства

Оксиды

  • На воздухе кобальт окисляется при температуре выше 300 °C.
  • Устойчивый при комнатной температуре оксид кобальта состоит из смеси оксидов CoO и Co2O3, поэтому в справочниках можно встретить брутто формулу Co3O4.
  • При высоких температурах можно получить α-форму или β-форму оксида CoO
  • Все оксиды кобальта восстанавливаются водородом. Со3О4 + 4Н2 → 3Со + 4Н2О.
  • Оксид кобальта (II) можно получить, прокаливая соединения кобальта (II), например: 2Со(ОН)2 + O2 → Co2O3 + Н2O.

Другие соединения

  • При нагревании, кобальт реагирует с галогенами, причём соединения кобальта (III) образуются только с фтором. Co + 3F → CoF3, но, Co + 2Cl → CoCl2
  • С серой кобальт образует 2 различных модификации CoS. Серебристо-серую α-форму (при сплавлении порошков) и черную β-форму (выпадает в осадок из растворов).
  • При нагревании CoS в атмосфере сероводорода получается сложный сульфид Со9S8
  • С другими окисляющими элементами, такими как углерод, фосфор, азот, селен, кремний, бор. кобальт тоже образует сложные соединения, являющиеся смесями где присутствует кобальт со степенями окисления 1, 2, 3.
  • Кобальт способен растворять водород, не образуя химических соединений. Косвенным путем синтезированы два стехиометрических гидрида кобальта СоН2 и СоН.
  • Растворы солей кобальта CoSO4, CoCl2, Со(NO3)2 придают воде бледно-розовую окраску. Растворы солей кобальта в спиртах темно-синие. Многие соли кобальта нерастворимы.
  • Кобальт создаёт комплексные соединения. Чаще всего на основе аммиака.

Наиболее устойчивыми комплексами являются лутеосоли [Co(NH3)6]3+ желтого цвета и розеосоли [Co(NH3)5H2O]3+ красного или розового цвета.

Применение

  • Легирование кобальтом стали повышает её жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и.т.п.
  • Магнитные свойства сплавов кобальта находят применение в аппаратуре магнитной записи, а также сердечниках электромоторов и трансформаторов.
  • Для изготовления постоянных магнитов иногда применяется сплав, содержащий около 50 % кобальта, а также ванадий или хром.
  • Кобальт применяется как катализатор химических реакций.
  • Кобальтат лития применяется в качестве высокоэффективного положительного электрода для производства литиевых аккумуляторов.
  • Силицид кобальта отличный термоэлектрический материал и позволяет производить термоэлектрогенераторы с высоким КПД.
  • Радиоактивный кобальт-60 (период полураспада 5,271 года) применяется в гамма-дефектоскопии и медицине.
  • 60Со используется в качестве топлива в радиоизотопных источниках энергии.

Биологическая роль

Кобальт, один из микроэлементов, жизненно важных организму. Он входит в состав витамина В12 (кобаламин). Кобальт задействован при кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях. Потребность человека в кобальте 0,007-0,015 мг, ежедневно. В теле человека содержится 0,2 мг кобальта на каждый килограмм массы человека. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз.


Токсикология

Избыток кобальта для человека вреден.

ПДК пыли кобальта в воздухе 0,5 мг/м³, в питьевой воде допустимое содержание солей кобальта 0,01 мг/л.

Токсическая доза (

Особенно токсичны пары октакарбонила кобальта Со2(СО)8.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Окись кобальта" в других словарях:

  • Спектральный метод определения никеля, алюминия, магния, марганца, кобальта, олова, меди и циркония в ниобии — 4.2. Спектральный метод определения никеля, алюминия, магния, марганца, кобальта, олова, меди и циркония в ниобии Спектральному методу предшествует перевод анализируемой пробы в пятиокись ниобия. Метод основан на измерении интенсивности линий… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Оксид кобальта(II) — Общие Систематическое наименование оксид кобальта(II) Традиционные названия окись кобальта Химическая формула CoO Физические свойства Состояние ( …   Википедия

  • Оксид кобальта(II,III) — Оксид кобальта(II,III) …   Википедия

  • Оксид кобальта(III) — Оксид кобальта(III) …   Википедия

  • ГОСТ 26252-84: Порошок ниобиевый. Технические условия — Терминология ГОСТ 26252 84: Порошок ниобиевый. Технические условия оригинал документа: 4.4. Определение удельной поверхности 4.4.1. Удельная поверхность ниобиевого порошка определяется на приборе АДП 1 или Т 3 методом воздухопроницаемости, при… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Стеклянное производство* — Заводское производство стекла в России начинается при царе Михаиле Феодоровиче (1635). Стеклоделие, упавшее было на первых порах по возникновении, начинает снова развиваться заботами Петра Великого в начале XVIII стол. С этого времени… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Стеклянное производство — Заводское производство стекла в России начинается при царе Михаиле Феодоровиче (1635). Стеклоделие, упавшее было на первых порах по возникновении, начинает снова развиваться заботами Петра Великого в начале XVIII стол. С этого времени… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Кислород — (нем. Sauerstoff, франц. oxygène, англ. oxygen) нормальная и весьма важная составная часть воздуха, в обычных условиях температуры и давления бесцветный газ, без вкуса и запаха (история открытия К. см. Воздух). В виде соединений К. распространен… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Фаянс* — Под названием фаянса в керамике принято обозначать глиняные изделия из белой или цветной массы с пористым (проницаемым жидкостями) черепом, который в изломе представляет шероховатый землистый вид и покрыт всегда глазурью, или поливой. Обширный… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Фаянс — Под названием фаянса в керамике принято обозначать глиняные изделия из белой или цветной массы с пористым (проницаемым жидкостями) черепом, который в изломе представляет шероховатый землистый вид и покрыт всегда глазурью, или поливой. Обширный… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона