Надо Знать

добавить знаний



Кобальт


Kobalt electrolytic and 1cm3 cube.jpg

План:


Введение


Кобальт (Co) - химический элемент с атомным номером 27, простое вещество которого вязкий, твердый голубовато-серый металл. Кобальт относится к группы 9 периодической системы элементов.


1. Общая характеристика

Тяжелый металл серебристого цвета с розовым оттенком. Химически стойкий. Плотность 8,900. t пл = 1494 ? С; t кип = 2960 ? С. Компактный кобальт устойчив на воздухе, при температуре свыше 300 ? С покрывается пленкой СоО; тонкодисперсный кобальт пирофорных; ферромагнитный; реагирует с разбавленимы кислотами (кроме HF) при комнатной температуре взаимодействует с галогенами (кроме F 2).

Образует непрерывные ряды твердых растворов с Fe, Ir, Mn, Ni, Pd, Pt, Rh, ограниченные твердые растворы с Au, Cr, Os, Re, интерметаллических соединений со многими металлами. Пыль кобальта токсичен. ПДК 0,5 мг / м 3.

Содержание кобальта в земной коре 0,0018%. Известно ок. 50 минералов кобальта, из них половина - сернистые, мышьяковые и т.п. подобные соединения (каролит CuCo 2 S 4, линнеит Co 3 S 4, кобальтит CoAsS, сафлорит (Со, Fe) As 2;, скуттерудит CoAs 3, шмальтин (Со, Ni) As 3 и проч.) рудные минералы-носители - пирит, пирротин, пентландит, халькопирит, арсенопирит. Геохимически наиболее схож с Fe и Ni, типичный элемент ультраосновных, частично основных и халькогенних рудных ассоциаций, связанных с глубинными источниками, в которых ассоциируются Fe, Ni, Cu, Ag, U, а также некоторых осадочно-метаморфических образований (Fe, Mn , Ni и проч.). Со в микроколичествах обнаружены в морской воде, минеральных источниках, почве, живых организмах. Применяют при производстве специальных сталей и сплавов. Радиоактивный изотоп 60 Со - как источник гамма-излучения в технике.


2. История

Кобальт полученный 1735 шведским химиком Г. Брандтом.

Название металла произошло от немецкого Kobold - домовой, гном. Соединения кобальта были известны и применялись в глубокой древности. Сохранился египетский стеклянный кувшин, относящийся к XV в. до н.э., окрашенный солями кобальта, а также голубые стекловидные кирпичи, содержащие кобальт. В древней Ассирии, а также в Вавилоне из кобальта изготовляли лазурит - голубую краску, которой обливали керамические изделия. Вероятно, исходным материалом для получения кобальтовых соединений служил тогда цаффер (Zaffer) - сапфир, содержащий висмут и кобальт; откуда, видимо, и произошли названия красок - сафлор, шафран и другие.


3. Свойства

В зависимости от способа получения кобальт может представлять собой блестящий серебристо-белый металл с красноватым оттенком, во многом похожий на железо, или черно-синий порошок, или же серую губчатую и хрупкую массу. Его плотность составляет 8,9 г / см 3, температура плавления - 1494 ? С, он ферромагнитные свойства ( точка Кюри 1121 ? С). При обычной температуре на воздухе химически стоек.


4. Получение кобальта

Кобальтовая руда

Сырьем для получения кобальта служат кобальтовые руды. В состав руд входят такие минералы, как кобальтит ("кобальтовый блеск" - белые, розовые зернистые агрегаты, кристаллы, CoAsS,), так называемые "кобальтовые цветы" (минералы малинового цвета твердостью 1,5 - 2,5 и плотностью 3,1 подкласса арсенатов - Co 3 [AsO 4 ] 2 ? 8H 2 O,, крайний член изоморфного ряда эритрин - анабергит, Ni 3 [AsO 4] 2 ? 8H 2 O, является продуктом выветривания кобальтит и арсенидов кобальта и никеля), а также линнеит, скутерудит, шмальтинхлоантит, пентландит. Как сырье для получения кобальта может служить пирит (серный колчедан, железный колчедан)

Среди металлов подгруппы железа кобальт редкий, содержание его в земной коре не превышает тысячной доли процента. Общие мировые запасы оценивают в 6 млн. т, причем большая их часть сосредоточена в зарубежных странах Заире, Марокко, Замбии, Австралии, Канаде, Индонезии и на Кубе. В России крупнейшим месторождением кобальтовых руд является Норильское, а из республик бывшего СССР значительными запасами также обладает Азербайджан ( Дашкесанське месторождение).

Кобальт в основном добывают из медных или никелевых руд. Точный метод получения зависит от состава руды. Сначала часть имеющегося сульфида меди выжигают и с оксидом кремния переводят в шлак. Дальше обрабатывают и прокаливают с карбонатом и натратом натрия для удаления еще имеющейся серы. После этого остаются оксиды которые обрабатывают соляной или серной кислотой, причем Fe, Co, Ni переходят в раствор, который в свою очередь обрабатывают гипохлоритом кальция с выпадением в осадок гидрохлорида кобальта. Осадок рожарюють с образованием Co 3 O 4, восстанавливают коксом или алюминием:

\ Mathrm {Co_3O_4 + 2 \ C \ longrightarrow 3 \ Co + 2 \ CO_2}

Мировое производство кобальта в начале XXI века. составляет более 39 тыс. т.


5. Применение кобальта

В чистом виде кобальт не применяют, но он является важнейшим компонентом сплавов и специальных сталей. Это прежде магнитотвердые (магнитожорстки) материалы - соединения редкоземельных элементов (главным образом самария и эрбия) с кобальтом. Также кобальт входит в состав жаропрочных, сверхтвердых коррозионностойким сплавов. Стали для изготовления режущих инструментов часто содержат кобальт. В ряде случаев этот металл используют в качестве гальванических покрытий, поскольку такие покрытия являются более устойчивыми к воздействию слабых кислот, чем хромовые или никелевые. По этой же причине тонким слоем кобальта иногда покрывают столовые ножи для защиты от воздействия агрессивных сред.

Хлорид кобальта придает стекломассе синюю окраску, поэтому он применяется для производства синего и голубого декоративного стекла.

Оксиды кобальта нашли свое применение при изготовлении так называемых стразов. Стразами (Strass, по имени изобретателя, стекловаров и ювелира конца 18 в. Ж. Страсса), называют искусственные камни, изготавливаемые из хрусталя с примесью оксидов тяжелых металлов, по блеску и игрой они похожи на драгоценные камни; подделка под драгоценный камень. Наибольшую известность получили стразы из бесцветного стекла - под "бриллианты". "Изумруды" создаются при плавлении при добавлении окиси хрома, "топазы" - окиси железа, "аметисты" - окиси кобальта.


См.. также

Литература


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам