Kobolt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Position i det periodiske system | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Co | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Efternavn | Kobolt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom nummer | 27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 4 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Blok d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Overgangsmetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfiguration | [ Ar ] 3 d 7 4 s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner efter energiniveau | 2, 8, 15, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomare egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 58,933194 ± 0,000004 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomisk radius (calc) | 135 pm ( 152 pm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius |
126 ± 3 pm ( lav centrifugering ) 150 ± 7 pm ( høj spin ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationstilstand | +1, +2 , +3, +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 1,88 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Amfoterisk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 7.88101 eV | 2 e : 17,084 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 33,50 eV | 4 e : 51,3 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 79,5 eV | 6 e : 102,0 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 e : 128,9 eV | 8 e : 157,8 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 th : 186,13 eV | 10 e : 275,4 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 th : 305 eV | 12 th : 336 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13 th : 379 eV | 14 e : 411 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 e : 444 eV | 16 e : 511,96 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17 e : 546,58 eV | 18 e : 1397,2 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19 e : 1504,6 eV | 20 th : 1.603 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
21 e : 1735 eV | 22 nd : 1.846 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
23. rd : 1.962 eV | 24 th : 2.119 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
25 e : 2219,0 eV | 26 e : 9,544,1 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
27 e : 10.012,12 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kropsfysiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Almindelig tilstand | fast ( ferromagnetisk ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse | 8,9 g · cm -3 ( 20 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystal system | Sekskantet kompakt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hårdhed | 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farve | Sølvhvid, grå refleksion | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | 1495 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kogepunkt | 2.927 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionsenergi | 16,19 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fordampningsenergi | 376,5 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molært volumen | 6,67 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Damptryk | 175 Pa ved 1494,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lydens hastighed | 4720 m · s -1 til 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massiv varme | 420 J · kg -1 · K- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrisk ledningsevne | 17,2 x 106 S · m- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varmeledningsevne | 100 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Opløselighed | jord. i HCI + H 2 O 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forskellige | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.325 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EF | 231-158-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fare H317, H334, H413, P261, P280, P311, P342, H317 : Kan forårsage en allergisk hudreaktion H334 : Kan forårsage allergi- eller astmasymptomer eller åndedrætsbesvær ved indånding H413 : Kan forårsage uønskede langtidsvirkninger i vandorganismer P261 : Undgå indånding af støv / røg / gas / tåger / dampe / aerosoler. P280 : Bær beskyttelseshandsker / beskyttelsestøj / øjenbeskyttelse / ansigtsbeskyttelse. P311 : Ring til et GIFTINFORMATIONSCENTER eller en læge. P342 : Hvis du oplever åndedrætssymptomer: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D2A, D2B, D2A : Meget giftigt materiale, der forårsager andre toksiske virkninger Kræftfremkaldende egenskaber: IARC gruppe 2B; luftvejssensibilisering hos mennesker D2B : Giftigt materiale, der forårsager andre toksiske virkninger Hudsensibilisering hos mennesker Offentliggørelse ved 0,1% i henhold til listen over ingredienser |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den cobalt er det grundstof af atomnummer 27, symbol Co.
Kobolt med elektronisk struktur [Ar] 4s 2 3d 7 er det andet element i den ottende sekundære gruppe, dette overgangsmetal er en del af jerngruppen. Den enkle koboltlegeme har fysiske egenskaber, der minder meget om jern og nikkel. Fra et kemisk synspunkt er det mindre reaktivt end jern. Kobolt er også et element i gruppe 9 , hvoraf de første tre Co, Rh og Ir udgør koboltgruppen.
Naturlige koboltmineraler, i form af maling, emaljer eller lakker, er blevet brugt siden oldtiden, især omkring 2600 f.Kr. AD i Egypten eller i de mesopotamiske civilisationer, der fødte Babylon . Således finder arkæologen blå dekorationer på keramik- eller terracottafad. Koboltblå tonede glasperler er almindelige omkring 2200 f.Kr. AD i det nuværende Iran. Disse teknikker til farve glas en intens blå eller få emalje er almindelige i Middelhavet verden fra III th århundrede f.Kr.. AD De er generelt silikater og / eller cobalt og kaliumaluminat, tidligere kaldet safre eller smalt, der er anerkendt i Vesteuropa i nogle luksuriøse romanske vinduer eller senere koboltoxider kaldet " koboltblåt ".
Das Kobold eller das Kobalt er det traditionelle navn, som saksiske minearbejdere på jagt efter ædle metaller tilskriver disse vildledende derivater. Disse malme giver generelt svovl og / eller arsen, der er rig på cobalt, ved metallurgisk behandling malodorøse gasser eller giftige oxiddampe baseret på arsentrioxid, giftige dampe og, hvis de opvarmes for meget, en strøm af smeltet materiale. Koldt sprødt, spids eller hårde og sprøde metaller med højt sulfid- eller arsenindhold, som metallurgister ikke ved, hvordan de skal bearbejdes eller smides. Minearbejderne troede derefter på minedistriktet tryllebundet af onde og forfalskende dværge, facetfulde og tyve, de blåligede og dødbringende kobolds, der havde stjålet det ædle metal, ofte kobber, og erstattet med dette upassende og forvirrede materiale.
Disse værdiløse mineraler eller deres biprodukter er navngivet på tysk på folkemunden af en neutral substans Kobelet , Kobolt eller Kobelt . Paracelsus nævner kobolt i 1522 med et mere latinsk skrift. Den latinske coboltum eller cobaltum indførte sig derefter i det lærde Europa. Bemærk, at den tekniske betegnelse kobolt også på fransk har betegnet metallisk arsen reduceret til pulver.
Indtil XVIII th århundrede og det næste århundrede, udtrykket "kobolt" og dens variant kobolt betyder malmen eller rester, når det meste af den ubrugelig tid. Men fra det XVII th århundrede germansk tilstand Blaufarbung , det vil sige den blå farve, kobolt malm finder større nytte som mænd af kunst og glas fremstilling Kymiske med dette affald fremragende blå pigmenter, især smalt af glasproducenter eller keramikere, den "blå af cartwright-blyanter "... Georg Brandt , specialist i arsenikmineraler, stræber efter at genkende det specifikke element, der ligger til grund for hans malm eller minedrift biprodukter mellem 1733 og 1738.
I Venedig anmodede Muranos mesterglasproducenter dværgene i Venedig for at fylde koboltmalm og producere deres berømte værker tonet i Murano-blå. Dværgene bragte denne malm fra minerne nord for Alperne, hvor de blev kaldt kobold (goblin eller goblin , overnaturligt væsen).
I 1735 hævder den svenske kemiker Georg Brandt ( 1694 - 1768 ) at have udvundet af denne malm et rødhvidt "halvmetal", hårdt og skørt, i virkeligheden prøver af urent metal, som han kalder "kobolt". I 1745 demonstrerede han, at kobolt er årsagen til den blå farve, som koboltmalm tilfører briller. Denne præcision er ikke ubrugelig, fordi det lærte samfund oftest tilskrev farven blå enten til vismut eller til jern og arsen.
Men det meste af dette arbejde går næsten ubemærket hen. Først i 1780 forberedte Torbern Olof Bergman det rene metal og anerkendte forsinket Georg Brandts banebrydende rolle i opdagelsen af et element, og derefter bekræftet. I 1798, kemikere fundet at ammoniakholdige opløsninger af cobaltchlorid CoCl 2lad udfælde varmestabile orange krystaller, op til 180 ° C , som omdannes til et andet mørkere stabilt legeme over denne temperatur
De kobolt blå pigmenter interesseret i XVIII th århundrede XIX th århundrede selv den keramiske industri og især den seneste af porcelæn. Således blev der udviklet "Sèvres blue" og senere "Thenard blue", opnået ved calcinering af cobaltphosphat og gelatinøst aluminiumoxid. Men koboltblåt er oftest et pigment baseret på koboltoxid. Dette pigment bruges til briller og keramisk pasta, det bruges stadig til emalje og dekoration af keramiske fliser eller låg.
I løbet af XIX th århundrede , den koboltblå er produceret af den norske fabrik Blaafarveværket (70-80% af verdensproduktionen), ledet af den preussiske industrimand Benjamin Wegner.
Før Belle Époque blev antallet af direkte applikationer ganget. Kobolt, legeret med jern og stål, øger hårdheden af de opnåede materialer. Belægningen af et lag koboltmetal, hårdere end nikkel, hjælper med at beskytte metaller, der er for let oxiderbare, begyndende med jern. "Cobalting" konkurrerer med fornikling til bestemte applikationer. Koboltsalte bliver almindelige i kemiske laboratorier. De gør det muligt at udvikle mere og mere sofistikerede sympatiske blæk og mere prosaisk papirindikatorer for hygrometri, det vil sige luftens fugtighed eller enhver gasblanding. Hygrometrisk papir eller koboltpapir bliver fra blå til lyserød afhængigt af fugtighedsgraden i luften.
Kemien af kobolt i vandig opløsning og især dannelsen af komplekser er særlig rig. Koordineringen kemi fundament er lagt tilbage i 1893 af den pionerarbejde Mulhouse kemiker Alfred Werner tidligt XX th århundrede , primært med koboltkomplekser. Denne schweiziske naturaliserede kemiker i 1895 var den første til at foreslå, at komplekserne bestod af en metalion omgivet af ligander og ikke af en metalion, der var fastgjort til en kæde af ligander, som argumenteret af kemikere fra tiden til Jorgensens efterfølger .
I 1938 , John Livingood og Glenn Seaborg opdagede kobolt 60.
Det maskuline kønsord, kobolt, vises på fransk i 1549 fra Pierre Belons pen for at beskrive koboltbærende malm og dens metallurgiske avatarer.
Adjektivet cobalt kvalificerer legemer eller materialer, der indeholder elementet cobalt. Verberne til kobolt eller kobolt betyder at dække med et lag koboltmetal. Den cobalting eller cobaltisage er den beskyttende deponering cobalt, generelt et tyndt lag på overfladen af en anden mere skrøbelige eller korrosionsbestandigt metal.
Adjektiverne henholdsvis cobalt og cobalt kvalificerer saltene og forbindelserne af Co (II) og Co (III).
Cobaltoterapi henviser til brugen af cobalt 60-stråling i kræftbehandling.
Kobolt er et monoisotopisk og mononukleid element : det forekommer kun naturligt som en enkelt isotop , en stabil isotop , 59 Co. Det tildeles en standard atommasse på 58,933195 (5) u . Imidlertid er 28 kunstige radioisotoper blevet karakteriseret, hvor den mest "stabile" er 60 Co med en halveringstid på 5,2714 år, efterfulgt af 57 Co med en halveringstid på 271,79 dage, på 56 Co (77,27 dage) og 58 Co ( 70,86 dage). Alle andre isotoper har en halveringstid på mindre end 18 timer, og de fleste af dem er mindre end et sekund. Cobalt har også 11 nukleare isomerer , som alle har en halveringstid på mindre end 15 minutter.
Cobalt 60 har mange anvendelser som kilde til gammastråler på grund af dens relativt korte halveringstid (5,27 år), hvilket gør det lettere at fjerne sammenlignet med andre isotoper, der udsender sådanne partikler. Vi finder således “cobalt 60 bomber”, kilder til γ stråler på 1,17 og 1,33 MeV :
Imidlertid er syntetisk cobalt-60 (produceret ved eksponering af "naturlig" cobalt, isotopen 59, for neutronstråling fra en atomreaktor) ikke fuldstændig ren og indeholder altid andre ε-rådnende radioaktive isotoper (epsilon), der udsender farlig gamma stråling, fordi denne meget energiske stråling ødelægger kerner og forurener dem med vedvarende radioaktive elementer.
Derudover kræver berigelse og oprensning af cobalt-60 centrifugeringsteknikker svarende til dem, der anvendes til berigelse af isotoper til militær anvendelse, teknikker, der overvåges stærkt, fordi de er strategiske på internationalt niveau.
Vi foretrækker nu også at bruge elektronacceleratorer, der ligner katodestrålerørene på vores skærme og fjernsyn, men ved meget højere accelerationsniveauer, der producerer renere og bedre kontrollerede strømninger af beta-partikler. Men deres anvendelse kræver meget tungere udstyr end en simpel kobolt-60 kapsel. Denne metode bruges derfor hovedsageligt i et industrielt miljø og i dag også i et medicinsk miljø.
Den clarke andrager mellem 23 g og 25 g , eller endda i bedste 30 g pr ton ifølge skøn. Det er et ret knappe element på jordskorpen. Det er ofte forbundet med Cu, Ni, Pb, Ag og Fe.
Den indfødte kobolt blev fundet på land, men den er meget sjælden og accepteres endnu ikke af IMA . Indfødt kobolt er også til stede i meteoritter.
Det indgår i sammensætningen af mange silikater, såsom augit , biotit , hornblende , olivin ... Det er således meget mere til stede i basiske og ultrabasiske magmatiske klipper såsom gabbroer og peridotitter .
Koboltforbindelser findes også i manganknuder, i havbunden i Stillehavet og især i lav dybde i koboltskorpen, der er karakteristisk for visse polynesiske atoller.
Dets vigtigste mineraler findes i form af arsenider, arseniosulfider, sulfider og oxider, arsenater. Cobaltindholdet er generelt lavt i disse specifikke aflejringer, men de er undertiden beriget med geokemiske processer eller koncentreret ved naturlig erosion.
De vigtigste bestanddele af disse malme er kubisk smaltit CoEs 2, tidligere smaltin, orthorhombisk cobaltit CoAsS, Tidligere cobaltin eller "kobolt grå" eller oxidationsprodukter såsom erythrit Co 3 (ASO 4 ) 2 · 8H 2 O, tidligere "koboltblomst". Lad os også citere CoAs modderiteorthorhombisk, orthorhombisk saflorit CoAs 2og de monokliniske clinosafflorit CoAs 2, den kubiske skutterudite CoAs 3-x, CoAsS monoklinisk alloclasitis.... Smaltiner refererede generisk til arsenmalm af cobalt, mens cobaltiner svarede til sulfo-arsenmalm.
Dens ekstraktion sker hovedsageligt fra kobber og nikkelmalm, endda bly. Den Carrolite CuS.Co 2 S 3 er et blandet sulfid af kobber og cobalt.
De mest udnyttede eller mest lovende mineraler findes i Afrika, især i Den Demokratiske Republik Congo, der producerer 65% af verdensproduktionen, i Zambia og Marokko , i Nordamerika, for eksempel i Canada og i USA , men også i Rusland , i Australien og Ny Kaledonien , tidligere kendt ved XIX th århundrede for sine forekomster af kobolt Manganeses.
De koncentrerede malme fra den gamle koboltgrå, smaltiner og cobaltins udnyttelse, eller i dag den sjældne sulfid- eller arsenmalm, tillader ved ristning i luften at opnå cobaltoxid i en generelt hydreret form kaldet asbolan . Dette reduceres enten af hydrogengas eller trækul til koboltmetal.
I løbet af 1990'erne måtte koboltbærende sulfidmalme sikre et indhold på 0,1 til 0,03 masseprocent. Men det meste af kobolt er et biprodukt fra forarbejdning i kobberminedrift. Berigelse udføres ved flotation ved hjælp af rengøringsmidler.
Hvis ekstraktionen af sulfider gennemgår pyrolyse, bruger ekstraktionen af oxider hydrometallurgiprocesserne . Adskillelsen af kobber og cobalt udføres under elektrolyseprocesser. 500 tons malm giver et ton cobalt. Den årlige produktion af kobolt i begyndelsen af 1990'erne var omkring 40.000 tons.
Den enkelte krop er et skinnende hvidt, stålgråt eller sølvhvidt metal med en rød refleksion, ret sprød, ikke særlig formbar, med en densitet mellem 8,8 og 8,9 ved 25 ° C og en Mohs-hårdhed på omkring 5,5. Det er sværere og mere skørt end jern. Men rent metal er duktilt og smidigt nok til, at det kan smides, varm- og koldvalset, trækkes ind i tråd.
Der er to allotrope sorter af cobalt. Co αer en metallisk krystal med sekskantet mesh, med parametrene a = 2,507 Å og c = 4,069 Å , densitet 8,9 ved 20 ° C , den mest stabile ved stuetemperatur og Co βaf fladecentreret kubisk gitter, en = 3,544 Å , mindre kompakt og meget mindre stabil under 400 ° C . Faseovergangen mellem Co αog Co βmed en stigning i volumen på 0,3% finder sted ved 417 ° C ± 7 ° C , er den følsom over for bestemte specifikke urenheder. Men denne overgang er langsom, og ganske ofte forbliver en blanding af de to sorter over en lang række temperaturer, hvilket forklarer de små variationer i koboltmetalmaterialets fysiske egenskaber. Co βer en metastabil form ved stuetemperatur, kan alligevel opnås ved quenching eller ved visse elektrolyseprocesser. Det er sandsynligt, at den forsinkede overgang spiller en rolle i sprængningen af visse katodiske aflejringer af kobolt ved elektrolyse.
Denne krop er ferromagnetisk (i stand til at bibeholde stærk magnetisering ) ved almindelig temperatur. Den Curie-temperaturen er omkring 1121 ° C . Den permeabilitet er af størrelsesordenen 68 eller to tredjedele af den for jern, med et maksimum på 245. koercitivfeltet er omkring 707 A / m.
Den elektriske ledningsevne er 26% IACS, det vil sige lidt af en fjerdedel end for ren kobber .
Det er lige så smelteligt som jern. Det smelter over 1490 ° C , ren 1495 ° C . Det koger ved ca. 2927 ° C , i praksis mellem 2600 ° C og 3100 ° C .
Vand og luft har ingen virkning i praksis på koboltmetallet. Fast kobolt kan ikke ændres i kold luft, det er stabilt i luft og vand ved stuetemperatur. Dette er ikke tilfældet med cobalt, findelt pulver, som antænder i luft eller som ikke er uopløselig i vand, med en opløselighed på op til 1,1 mg / l . Denne type pyrofor og pulverformig cobalt opnås ved rød opvarmning af cobalt (II) oxid CoOi en strøm af brintgas. Det kan danne koboltskum, som kan opløse 100 volumener brintgas.
Massiv kobolt oxiderer dog kun radikalt, når den opvarmes til rødt:
3 Cofast rødglødende + 2 O 2ilt → Co 3 O 4sort blandet oxideller
Cosolid red hot + H 2 Odamp → CoOsort fast oxid + H 2brintgasOxidationen af cobalt på overfladen begynder imidlertid mellem 300 ° C og 900 ° C på en måde svarende til den første reaktion. Ud over denne sidste temperatur omdannes det blandede oxid til divalent oxid CoO.
Det er hurtigt opløseligt i fortyndede oxiderende syrer, såsom salpetersyre, der danner et rigeligt rødt bundfald af cobaltnitrat Co (NO 3 ) 2. Angrebet er langsommere i ikke-oxiderende syrer, såsom saltsyre , men lignende med udvikling af brintgas.
Cosolid + 2H 3 O +aq hydroniumioner i et ikke-oxiderende medium og fortyndet +4 H 2 Ovand → [Co (H 2 O) 6 ] 2+lyserød hydratiseret kobolt kation + H 2gasDet går hurtigere, når syren koncentreres, som det er tilfældet med svovlsyre .
Men hvis det behandles med stærke oxiderende syrer, såsom højkoncentreret salpetersyre med en densitet på 1,5, observeres overfladepassivering.
Den ammoniak opløser cobaltmetallet i nærvær af luft. Stærke baser, som alkalihydroxider, er praktisk talt inaktive.
En gammel teknik gør det muligt at behandle arsenmalm i laboratoriet:
CoAsfaststof + 2 K 2 CO 3potash + 4Svand → CoScobalt sulfid, fast + KSA'erkaliumsulfoarsenidKaliumsulfoarsenid er opløseligt i vand, mens cobalt sulfid udfælder eller forbliver fast. Sidstnævnte vaskes og derefter behandles med svovlsyre. Koboltsulfatet optages af den kaustiske kaliumchlorid, der efterlader et bundfald af hydratiseret koboltoxid. Ved opvarmning opnås et koboltoxid, som oftest er urent.
Hvis koboltoxid er fri for urenheder, kan det kalcineres med aktivt kul for at opnå koboltmetal. Dog for at adskille nikkel fra cobalt NiO, koboltoxid CoOudfældes fra disse vandige opløsninger med oxalsyre. Genopløsning opnås i ren ammoniak. Nikkeloxalat giver i første omgang et grønblåt bundfald. Det lyserøde cobaltoxalat dekanteres med den resterende væske, og et renset, godt lyserødt cobaltoxalat tørres derefter. Dets nedbrydning ved varme efterlader koboltmetal Cofast og kuldioxidgas.
Ristning af sulfid- eller arsenmalm fører til oxider, der reduceres med kul eller hydrogengas, for at opnå urent koboltmetal. Der er hovedsageligt ekstraktionsprocesser for kobolt forbundet med ekstraktion af metallurgi af kobber. Processen til raffinering af cobalt ved elektrolyse anvendes også, startende fra hydroxider, oxyhydroxider eller cobalt sulfater.
Disse legeringer er mange, lad os citere specielle koboltstål, for eksempel højhastighedsstål med Co og molybdæn Mo eller stål med Co og wolfram W, eller endda med Cr med Co, Mo og V, såsom martensitisk stål N690Co , til værktøj til meget hurtig skæring ved høje temperaturer såvel som flere superlegeringer gennem permanente magneter med intens felt af AlNiCo-typen eller legeringer, i hvilke 66 til 12% aluminium, 28 til 14% nikkel, 35 til 5% kobolt, 6 til 0% kobber eller 8 til 0% titanium. De legeringer af cobalt samarium skrive His 0,95 Co 0,05 er blandt de bedste permanente magneter.
Kobolt gøres formbart ved legering med magnesium. Det gøres duktilt ved legering med kobber. Det forbedrer hårdheden af nikkel. Coating med en nikkelcobaltlegering ved 30% Co er mulig ved elektrolytisk aflejring i nærvær af specifikke additiver ved 50 ° C ved pH mellem 3,5 og 5 og opretholdelse af ca. 6,5 gange flere nikkelioner end cobaltøse ioner. Tilstedeværelsen af koboltioner i nikkelbadene spiller også en "skinnende" rolle, hvilket giver de behandlede dele et godt udseende. Korrosionsbestandigheden og slidstyrken af denne belægning svarer omtrent til en metallisk belægning af "hårdt krom" fra krom (VI).
Koboltstål er meget stærke og modstår høje temperaturer. De kan være efterspurgte for deres magnetiske egenskaber. Stål med 72% jern, 17 C cobalt, 8% wolfram, 2,5% chrom og 0,75% C er således permanente magneter med intense felter i størrelsesordenen 5.000 til 10.000 gauss.
Cobalt er et relativt let og hårdt metal, modstandsdygtigt over for ridser, tager en sølvfarvet glans ved polering, og af disse grunde værdsættes det af guldsmedere og juvelerer. Koboltchromlegeringer er endnu mere modstandsdygtige over for slid, mens de mister ferromagnetiske egenskaber.
Vi kan også citere jernholdige legeringer, FeNiCo, tilgængelig i Fernico eller Kovar , Permendur bestående af 58% jern, 40% cobalt, 2% vanadium til elektromagneter eller Comol 71% jern, 17% molybdæn og 12% cobalt for at fremstille permanente magneter med medium felt styrke. Modellegeringen FeNiCo Fe 0,53 Ni 0,29 Co 0,18 præsenterer en ekspansionskoefficient meget tæt på glasset af konventionelle pærer, de blev brugt til passage af ledningerne i disse pærer.
Ildfaste superlegeringer kan HS-31 "smelte" ved 54% cobalt, 25,5% kobber, 10,5% nikkel, 7,5% wolfram og kun 2% jern og 0,5% jern. Stellitter er andre meget hårde superlegeringer, der er modstandsdygtige over for slid af kemiske stoffer, der omfatter 66% cobalt, 26% chrom, 6% wolfram og 2% kulstof. "Vitellium" -legeringen designet til proteser og osteosyntese indeholder 65% cobalt, 30% chrom og 5% molybdæn.
Se også platin- og koboltlegeringer .
Koboltkemi giver plads til flere oxidationstilstande -I, 0, I, II , III , IV og V. Salte og divalente og trivalente forbindelser er de mest almindelige, skønt Co (III) allerede er ret ustabil, i fravær af stabiliserende kompleksering.
Lad os præsentere nogle koboltforbindelser. Co (-I) er repræsenteret af carbonylforbindelser Co (CO) 3 NO]og [Co (CO) 4 ] -. Co (0), ud over den enkelt metal legeme, er illustreret ved carbonyl Co 2 (CO) 8 sammensatte organer ]og Co 4 (CO) 12 ]. Co (I) forekommer oftest i form af koordinationsforbindelser.
Co 2+ kationen, ikke meget sur og stabil, giver en lyserød farve til sine opløsninger. Koboltholdige forbindelser eller Co (II) -salte, ofte opløselige i vand, er almindeligvis lyserøde eller røde i hydratiseret tilstand og blå ved opvarmning. Lad os citere de 4 tetraedriske koordinationsforbindelser [Co (Cl) 4 ] 2-, [Co (Br) 4 ] 2-, [Co (SCN) 4 ] 2-, [Co (NO) 4 ] 2- og 6 oktaedriske koordinationsforbindelser [Co (H 2 O) 6 ] 2+pink, [Co (NH 3 ) 6 ] 2+gul, [Co (NO 2 ) 6 ] 4-gul, [Co (CN) 6 ] 4- Brun...
Cobaltiske forbindelser eller Co (III) -salte er vanskelige at få, hvis de ikke er stabiliserede. Der er ikke noget som en enkelt ion i vand, da den stærke oxiderende ion frigiver ilt fra vandet. Således CoF 3er et fluoreringsmiddel, men kompleksdannelse gør det meget stabilt. For at opnå et præcist Co (III) kompleks er der flere teknikker:
Der er således et stort antal Co (III) -komplekser, især koordinering 6 i et oktaedrisk arrangement med chlorid, iodid, cyanid, hydroxid, carbonat, nitrit, oxalationer osv., Men også ammoniak og aminer. For at illustrere, lad os citere cobaltiamminerne [Co (NH 3 ) 6 ] 3+gul, [Co (NH 3 ) 5 . H 2 O] 3+pink, [Co (NH 3 ) 5 . Cl] 2+lilla, [Co (NH 3 ) 5 . CO 3 ] +lilla, [Co (NH 3 ) 3 . (NO 2 ) 3 ]gul. For at afslutte på andre komplekser, lad os nævne [Co (CN) 6 ] 3-violet og cobaltihexanitrition [Co (NO 2 ) 6 ] 3- gul.
Co (IV) forbindelser ustabile i vandigt medium er meget sjældnere, de kun eksisterer i staten højere oxider, for eksempel K 2 [Co IV O 3 ]og CoO 2, Sidstnævnte analoge NiO 2.
Den følgende detaljerede præsentation af forbindelserne fremhæver et par binære forbindelser og præsenterer derefter en oversigtstabel over de vigtigste almindeligt kendte forbindelser. Kemien af ioner i vandig opløsning diskuteres med komplekser; i en mere specifik tilgang er disse sidstnævnte komplekser adskilt på den ene side i koordinationskomplekser og på den anden side den emblematiske bioinorganiske forbindelse, der er vitamin B-12 .
Kobolt har to almindelige kubiske gitteroxider: Co II O og Co 3 O 4. Sidstnævnte legeme er en blandet valent cobaltoxidforbindelse med to typer cobaltioner, en i oxidationsgrad III og en i grad II. Dette oxid har en normal spinelstruktur . Det er dannet af CoO ved opvarmning mellem 600 og 700 ° C . Co 2 O 3 oxid har en tvivlsom eksistens.
CoOvandfri er mørkegrøn eller grønbrun. Hydreret bliver den lyserød. Smeltet cobaltoxid med metaloxider genererer legemer med karakteristiske farver, henholdsvis lyserød, blå og grøn (" Rinmann- grøn " eller cobaltgrøn ) med magnesiumoxid MgOAluminiumoxid Al 2 O 3, zinkoxid ZnO. Koboltoxid farver silica og forskellige silico-aluminater, glas og porcelænblåt .
Barbering skål porcelæn af XVIII th århundrede, japansk, hvis blå dekorationer er resultatet af at bage en kobolt-oxid depositum
Elementært gitter af kobolt (II, III) oxid Co 3 O 4
Kobolt nikkel sulfid
Der findes et stort antal sulfider, de mest almindelige og de enkleste er
Koboltsulfider findes ofte i naturen i forbindelse med andre sulfider (nikkel, jern, kobber osv.). Disse er CoS jaipuritissekskantet, cobaltpentlandit Co 9 S 8, kubisk cattierit CoS 2, Linnéite Co 3 S 4...
Koboltarsenid CoAser polymorf , kan det svare til modderit , stålgrå af orthorhombisk mesh eller til langisite , pink med sekskantet mesh.
Cobaltfluorider findes i forskellige grader af oxidation: CoF 2, CoF 3FeCl 3 isomorfe brunog CoF 4ualmindelig. De andre halogenider kun eksisterer i oxidation grad II: CoCl 2blå vandfri, CoBr 2grøn og CoI 2midnatblåt. Cobalt er altid omgivet af en oktaeder af halogenioner.
Bortset fra fluorider, der er dårligt opløselige i vand, opløses de andre halogenider let og giver lyserøde opløsninger. Således anvendes cobaltdichlorid til at detektere tilstedeværelsen af vand eller til at detektere fugtighed. Når det er fugtet, bliver det lyserødt.
I vandig opløsning, den stabile form af cobalt er Co 2+ ion i form af en 6 oktaedrisk koordination forbindelse [Co (H 2 O) 6 ] 2+. Divalente koboltsalte opløst i en stor mængde vand er oftest ferskenblomstrosa eller granatrosa. Mere koncentrerede opløsninger, når de opvarmes eller holdes i varmen, bliver blå.
Co (III) ionen findes i vandig opløsning, men generelt inden for komplekser (se nedenfor).
Nedbør af Co (II) ionerCobaltionen udfældes af hydroxidionerne, når den er kold til pH = 7,5 for en opløsning på ca. 0,01 M. Det er desuden ikke Co (OH) 2som oprindeligt udfælder rene, men basiske salte i blå farve. Det er nødvendigt at opvarme for at opnå dannelsen af cobalthydroxid Co (OH) 2 lyserød.
Co 2+koboltøs ion + 2 OH -aq hydroxylioner → Co (OH) 2omarrangeret cobalthydroxidudfældning efter opvarmningBemærk, at i stort overskud af baser eller koncentrerede baser opløses cobalthydroxid, især med den blå cobaltition.
Co (OH) 2+ OH -aq hydroxyl ioner → CoO 2 H -koboltit ion + H 2 OvandDesuden oxiderer de basiske salte, der opnås, når koldt bliver lyserødt ved overskud af kolde baser, disse komplekse sammensætninger i luft, mens de bliver brune.
Udfældninger af cobalthydroxider er ligesom de første udfældninger af blågrøn cobalthydroxid opnået i et let ammoniakmedium opløselige i et overskud af ammoniak, fordi der i et mere koncentreret ammoniakmedium dannes amminokomplekser.
Ammoniak udfælder neutrale opløsninger af den cobaltøse ion. For eksempel :
Co 2+koboltøs ion + OH -aq hydroxylioner + Cl -aq chloridioner → Co (OH) ClcobalthydroxychloridudfældningMen i overskud af ammoniakreagens,
Co 2+kobolt- ion optages i præcipitatet + 6 NH 3vandig ammoniak fortyndet i vand → [Co (NH 3 ) 6 ] 2+gulligt aminkompleks af Co (II) (i)Den gullige cobaltiammine kompleks hurtigt oxiderbart i luft, og blade en aminkompleks cobalt (III) [Co (NH 3 ) 6 ] 3+ rødbrun, stabil over for virkningen af sodavand eller kaliumchlorid.
[Co (NH 3 ) 6 ] 2+Amminated Co (II) + 1/2 O 2 kompleksopløst oxygengas + H 2 Ovand → 2 [Co (NH 3 ) 6 ] 3+Amminkompleks af Co (III) + 2OH -aqAlkalisulfider udfælder cobaltsalte og efterlader et sort bundfald.
Co 2+aq + S 2-aq neutrale eller alkaliske opløsninger → CoS αoprindeligt amorft sort bundfald, som bliver til en krystalliseret β-sort, mindre opløselig og mere stabil.Dannelsen af bundfaldet kan forbedres ved at pufre det vandige medium med natriumacetat . Der er hverken stabil suspension eller kolloide formationer, som det er tilfældet med Ni 2+. Bemærk, at vinsyre forhindrer udfældning af CoSved dannelse af opløselige komplekser. CoS βer meget let opløselig i fortyndede syreopløsninger. Dannelsen, oprensningen og derefter angreb af vandregier eller koncentreret salpetersyre kan være en metode til at adskille koboltøse ioner.
3 CoSfast + 8 H ++ 2 NO 3 -salpetersyre eller aqua regia → 3 Co 2+aq + 3Senkeltkropsudfældning svovl + 2 NOgas +4 H 2 OvandCarbonatet ion af alkaliske carbonater tillader også de basiske salte af pink cobalt til bundfald, især lyserødt faststof coco 3. I nærvær af ammoniumcarbonat er der genopløsning ifølge den foregående ligning (i).
Co (II) ionerne udfældes også i nærværelse af især phosphat-, oxalat-, ferrocyanid- og mercurithiocyanationer.
3 Co 2+koboltøs ion i neutralt vandigt medium + 2 PO 4 3-vandig opløsning af Na 2 H PO 4 → Co 3 (PO 4 ) 2purpur koboltphosphatudfældningKomplekseringCo (II) -ioner dannes med thiocyanationer SCN -et karakteristisk blåt kompleks [Co (SCN) 4 ] 2-. Dette er en måde at fremhæve dem på. Ændringen i farve (lyserød → blå) skyldes en ændring i koordinationen: oktaedrisk (lyserød), tetraeder (blå). Denne tofarvning af koboltkomplekser forekommer med mange andre ligander og fungerer som et analytisk benchmark.
Co (II) og Co (III) sammen med ammoniak og aminer giver adskillige farvede komplekser, cobaltiamminer.
Komplekserne tillader også titrering af cobaltioner i vand. For eksempel edta mod pH 10 (justeret med ammoniak) udføres titreringen med eriochrome sort T (NET) som indikator for reaktionens afslutning.
OxidationsreduktionStandardpotentialet for Co (III) / Co (II) -parret i vand og derfor for akvakomplekset er E ° = 1,83 V / ESH . Værdien af standard potentiale er højere end den for oxidation af vand, komplekset [Co (H 2 O) 6 ] 3+er ikke stabil i vand. Standardpotentialet for Co (II) / Co-parret er - 0,28 V / ESH . Det er muligt at afsætte kobolt ved elektrolyse. Dette er en måde inden for analytisk kemi at adskille den fra andre ioner eller endda titrere den ved gravimetri.
Oxidationen af Co (II) til Co (III) kan anvendes som en titreringsmetode, for eksempel med cerium (IV). Da standardoxidationspotentialet for cobalt er større end Ce (IV) / Ce (III) -paret, kan en Co (II) -opløsning imidlertid ikke titreres direkte. For at sænke standardpotentialet stabiliseres Co (III) ved at kompleksere det, for eksempel ved anvendelse af ortophenantrolin . Slutningen af titreringsindikator er jernholdig ortophenantrolin. Det er også muligt at vælge at følge denne titrering potentiometrisk .
Koordineringskemi opstod fra kemiker Alfred Werner 's arbejde med studiet af colbaltkomplekser. Det er om dem, at den berømte konkurrence med Jorgensen greb ind på bekostning af sidstnævnte. I dag er koordinationsforbindelser beskrevet af ligandfeltteorien, som kombinerer magnetiske, spektroskopiske, strukturelle og termodynamiske egenskaber.
Selvom der er koordinationsforbindelser af cobalt i alle oxidationsgrader mellem (-I) og (+ V), er de fleste komplekser i grader II og III. På grund af deres ulige antal elektroner er grad (II) mononukleære komplekser nødvendigvis paramagnetiske.
Kompleksers geometriMonodentate anioniske ligander (Cl - , Br - , I - , SCN - , N 3 - ): komplekserne er ofte tetraedrisk derfor blå; dette er også tilfældet med de hindrede bidentatkomplekser: salicylat, substitueret betadiketonat.
Nogle ligander giver plan-firkantede komplekser, såsom dimethylglyoximat (ligand af analytisk betydning), porphyriner, Schiff's baser osv.
Mange ligander giver oktaedriske komplekser (vand, ammoniak , ethylendiamin , cyanid ...).
Firkantet plan kompleks
Trans oktaedrisk kompleks
Octahedral cis-kompleks
Vandige opløsninger af cobalt er lyserøde. I det synlige vises tre bånd på spektret:
Absorbanskoefficienterne ε er lave, hvilket afspejler forbudte symmetriovergange (overgang mellem d- niveauer ).
Disse data fortolkes ved hjælp af Orgel- diagrammet eller Tanabe-Sugano-diagrammet .
De forskellige niveauer i orgel hosstående kommer fra udtrykket 4 F (grundlæggende af den frie ion Co 2+ eller fra dens første exciterede niveau 4 P). De er derfor alle spin-quadrupletter, mellem hvilke elektroniske overgange er tilladt (spin, det forbliver symmetri forbudt).
Uanset om de er tetraedriske eller oktaedriske komplekser, menes alle at udvise tre absorptionsbånd i det UV-synlige energiområde. Faktisk er den højere energiovergang det mest karakteristiske element i spektret. Det er derfor 4 A 2 → 4 T 1 (P) for tetraedriske komplekser og 4 T 1 g (F) → 4 T 1 g (P) for oktaedriske komplekser. Konvolutten af båndene til disse overgange kompliceres generelt af tilstedeværelsen i det samme område af energier af forbudte spin-overgange, men hvis intensitet forstærkes af eksistensen af en spin-kredsløbskobling.
De andre overgange er i det nærmeste infrarøde. De kan analyseres godt med Tanabe-Sugano-diagrammet . For Co (H 2 O) 62+ , B = 980 cm -1 og Δ o = 9.300 cm -1 . Værdien af B er lig med 80% af værdien B * = 1120 cm -1 af den frie ion Co 2+ .
Magnetisme Tilfælde af kobolt (II)De lave felt oktaedriske og tetraedriske komplekser af kobolt (II) adskiller sig i deres magnetiske egenskaber på grund af bidraget fra det ikke-nul orbitale øjeblik i den oktaedriske sag, da det grundlæggende er en orbital triplet (term T), mens det grundlæggende af tetraedriske komplekser er en singlet af orbital (A term).
Det magnetiske moment for grundlæggende niveau 4 T 1 g (F) -komplekser er generelt mellem 4,7 og 5,2 MB, hvorimod det skal være 3,89, hvis bidraget fra spin alene var til stede.
I tilfælde af tetraedriske komplekser er situationen kompliceret af en anden grund. Selvom den grundlæggende er en orbital singlet (term A), en orbital bidrag også intervenerer, men indirekte ved mellemkomst af den første exciterede niveau 4 T 2 . Således er de magnetiske øjeblikke af tetrahalocobaltater (II):
Få oktaedriske komplekser med højt felt er blevet undersøgt.
Tilfælde af kobolt (III)Med undtagelse af et par sjældne komplekser som CoF 6 3- er de meget oktaedriske komplekser af kobolt (III) lavt spin-komplekser og er derfor paramagnetiske. Deres 6 elektroner fylder det elektroniske niveau t 2 g ved parring, og det grundlæggende udtryk er 1 A 1 g .
Mange organometalliske forbindelser af cobalt er blevet fremstillet. Den mest berømte af disse, vitamin B12, findes i naturen og er beskrevet i det bioorganiske afsnit nedenfor.
CarbonylforbindelserCobalt er i 9 th kolonne, har det, i oxidationstrin nul, et ulige antal elektroner. Det kan derfor kun tilfredsstille reglen om 18 elektroner (som gælder godt for carbonylforbindelser) ved at skabe mindst en kobolt-koboltbinding. Dette er tilfældet med Co 2 (CO) 8, Co 4 (CO) 12eller Co 6 (CO) 16der kan trænes. Broerne mellem kobolt findes under flere geometriske strukturer i ligevægt, for eksempel for dinuclear forbindelse Co 2 (CO) 8.
Reduktionen af Co 2 (CO) 8ved en amalgam af natrium i benzen fører til Co (CO) 4- , hvilket er en kobolt i oxidationsgraden (-I). I et surt medium giver dette den lysegule hydrid HCo (CO) 4. Under mere drastiske forhold er det endda muligt at danne en cobalt i graden af oxidation (-III). De kemiske grundstoffer i samme søjle (rhodium og iridium) opfører sig på samme måde.
Cobalt-carbonylforbindelser har industrielle anvendelser, da de udgør katalysatoren for hydroformyleringsreaktioner .
CyclopentadienylforbindelserDen cobaltocene Co (II) (C 5 H 5 ) 2er en mørk lilla, luftfølsom forbindelse homolog med ferrocen . Det fremstilles ud fra natrium cyclopentadienidpentacarboxylater og CoCl 2 . Det er stabilt (væk fra luft) op til 250 ° C , men dets store reaktivitet i forhold til dets jernholdige modstykke kommer af, at det har 19 elektroner i sin koordinationssfære . Dens ulige antal elektroner giver det en paramagnetisk egenskab med et magnetisk moment på 1,76 MB i overensstemmelse med formlen for spin alene. Det oxiderer ganske let til cobalticiniumion, gul i farve: Co (III) (C 5 H 5 ) 2+ . Sidstnævnte er modstandsdygtig over for yderligere oxidation, den er endda stabil i koncentreret salpetersyre .
Der er også mange cobalt semi-sandwich forbindelser med formlen Co (II) (C 5 H 5 ) L 2Hvor L er en phosphin , carbonyl osv. Ligand .
Den vigtigste biologiske forbindelse i cobalt er vitamin B 12 . Dette blev ekstraheret for første gang fra leverrester. Det blev fundet ansvarlig for effektiviteten af jernbehandlinger mod anæmi , som var desto mere effektive, da de indeholdt colbaltbaserede urenheder.
Vitamin B 12 er et organometallisk kompleks af cobalt. Cobaltionen er der i midten af en porphyrin- kerne . En sådan situation minder om jern i hæmoglobin . Ud over de 4 nitrogenatomer i porphyrinringen, er cobalt omgivet af et nitrogenatom, der tilhører en imidazol rest af en deoxy adenosin . Den 6 th er optaget af en alkyl gruppe bundet til cobalt via en sigma binding . Dette gør dette vitamin til den eneste organometalliske koboltforbindelse, der findes i naturen.
Den vitamin B 12 kan isoleres i form af cyanocobalamin, hvor en CN-gruppe - erstatter deoxyadenosyl på sjette koordinering position. Andre substitutioner af denne sjette ligand kan foretages (CH3-, OH).
Inkorporeringen af cobalt i porphyrin-kernen giver dette element originale redoxegenskaber, da der findes tre former afhængigt af forholdene:
Vitamin B12
Hydroxocobalamin
Disse forskellige oxidationstilstande er tilgængelige naturligt. Modelforbindelser indeholdende cobalt (II) sammensat med en Schiff-base kan gengive denne adfærd.
Den biokemiske rolle af vitamin B 12 er at tillade isomerisering af typen
Det tillader især produktion af erytrocytter eller røde blodlegemer.
Minerale koboltforbindelser farve fosforperler blå. Cobaltsalte oxideres til cobaltoxid, boraxoxidopløsningsmiddel , når det er varmt imprægneret, giver "blå glasperler" efter opvarmning med en fakkel.
Kaliumthiocyanatet sammen med koboltionerne giver et koboltkompleks med blå farve, som allerede er beskrevet ovenfor. Neutrale eller svagt sure opløsninger af cobaltøse ioner sammen med forbindelsen α-nitroso β-naphthol giver et vinrødt bundfald af cobalt (III) med formlen Co III [C 10 H 6 (OH) (NO)] 3, opløselig i basiske opløsninger og fortyndede syrer. De reagerer også med mercurithiocyanationer og efterlader et karakteristisk blåt CoHg-bundfald (SCN 4 ).
Den kvantitative analyse kan udføres ved udfældning af cobaltoxid Co 3 O 4. Elektrolyse er også en teknik til koboltsalte.
Kobolt anvendes i metallurgi (ca. en tredjedel eller 33% i 2006) til superlegeringer (22%) og hårde legeringer (11%). En vigtig del (22%) bruges til fremstilling af akkumulatorer , en sektor i fuld udvikling og en anden (7%) til fremstilling af magneter. I 2017 tegnede batteriproduktionen næsten 50% af koboltforbruget, mens superlegeringer tegnede sig for 18% og hårde legeringer 8%.
Kobolt findes i forskellige legeringer , såsom:
Bortset fra legeringer indeholder meget hård keramik cobalt, for eksempel carbider eller sintrede forbindelser af metalcarbider kaldet "hårde metaller", for eksempel til bor eller tandbor . Der er sammensatte eller keramiske materialer med en metalmatrix baseret på cobalt, såsom cermets .
Hovedanvendelsen af cobalt på nuværende tidspunkt er i akkumulatorer af lithium- ionakkumulatortypen, en af de to elektroder består af LiCoO 2 . Panasonic , verdens førende producent af lithium-ion-batterier og Teslas partner i Gigafactory , ser i 2018 på at udvikle koboltfrie batterier, der ikke længere afhænger af dette relativt sjældne og dyre metal. Ifølge Kenji Tamura, ansvarlig for bilbatterisektoren hos Panasonic, har denne forskning det højeste prioritetsniveau hos den japanske gigant: "Vi sigter mod nul kobolt i den nærmeste fremtid og udvikling er i gang." Batterierne, der anvendes i Tesla Model 3, indeholder allerede meget mindre kobolt end andre producenters. I juli 2019 meddelte den kinesiske producent af battericeller SVOLT Energy Technology, at den havde udviklet en ny koboltfri lithium-ion-batteriteknologi kaldet "NMx".
Cobalt og især visse forbindelser anvendes også i ikke-metallurgiske sektorer såsom katalyse, især i kulbrintesektoren, tidligere Fischer-Tropsch-processen , pigmenter (9%), dæk, lim , sæber osv.
Cobalt er godt repræsenteret blandt katalysatorerne i den kemiske industri og olieindustrien. Metalcobalt, ofte forbundet med Fe og Ni, er en katalysator for Bosch-reaktionen . Cobaltmolybdat er en af omdannelses- og afsvovlingskatalysatorerne til opnåelse af benzin og andre olieprodukter. Cobalt (II) carboxylater er almindelige katalysatorer. Cobalt (III) oxidmonohydrat er en oxidationskatalysator. Cobalt (III) fluorid tillader perfluorering af carbonhydrider. Cobalt (III) acetat katalyserer nedbrydningen af cumenperoxid, for eksempel ved industriel fremstilling af phenol og acetone .
Kobolt (II) og (III) oxider er sintringsprodukter, der anvendes sammen med titanium og wolframcarbider, for at fremstille skæreværktøjer, der altid er effektive ved høj hastighed på trods af høj opvarmning. Disse oxider findes i forskellige halvledermaterialer og bruges også som farvede pigmenter i keramik og glas. Lamellære kobolthydroxider kan anvendes i superkondensatorer .
Cobalt (II) carbonat er et rødt pigment til keramik. Cobalt (II) -chlorid er et pigment til minerallak, det bruges til maling på glas og keramik.
Cobalt (II) acetat og cobalt (II) carboxylater er siccativer eller tørringsmidler til lak og lak, maling og blæk. Kobolt (II) chlorid (vandfri lyseblå og hydreret lyserød) er til stede i sympatiske farver, det kan bruges i fugtighedsindikatorer med konventionelle ekssikkatorer .
Cobaltionen sammensat med organiske molekyler kan bruges som en absorber af ilt , men også af chlor , svovl og arsen .
Elementet kobolt er et fodertilsætningsstof til husdyr, især drøvtyggere (kvæg, får og geder) og kaniner , at tillade produktion af deres fordøjelsessystem flora af vitamin B 12 . Cobalt er en vækstfaktor for vombakterier . Indgivelsen af cobalt går gennem indtagelse af lergranulat, det daglige behov for en voksen kvæg er omkring 1 mg og 0,08 mg for et får. Imidlertid opfylder traditionelt foder i mange landbrugsområder generelt dette minimumskrav. Hvis dette ikke er tilfældet, er en anden strategi at anvende 1 til 2 kg cobalt sulfat eller cobaltcarbonat pr. Ha på kunstige græsarealer eller foderafgrøder.
Det bruges også som råmateriale til produktion ved bakteriel gæring af vitamin B 12 beregnet til at tjene som fodertilsætningsstof til husdyr eller til konsum.
I 2012 kunne resultaterne af de første bioinspirerede katalysatorforsøg (her funktionelt efterligner de naturlige enzymer) muligvis erstatte platin til produktion af brint og / eller produktion af ilt ved elektrolyse af vandet; Der foreslås to forbindelser (i 2012), den første anvendelig i vandige opløsninger med neutral pH i form af " cobalt- nanopartikler overtrukket med et cobaltoxo-fosfat" ; og den anden er "det første" omskiftelige "og ædelmetalfrie katalytiske materiale, der nogensinde er skabt, der er i stand til at gribe ind i de to kemiske reaktioner, der er væsentlige for elektrolyse af vand: produktion af brint og produktion af ilt" (bioinspireret katalysatorer baseret på nikkel på kulstofnanorør var allerede foreslået, men kun effektivt i stærkt surt medium). Denne nanokatalysator er omskiftelig, hvilket betyder, at den "kan transformeres reversibelt fra en kemisk form til en anden, hver svarende til en specifik katalytisk aktivitet" . Det er fortsat at industrialisere processen.
Dette sporelement findes hovedsageligt i jord og sedimenter. Ved meget lave doser er det et sporstof, der er nyttigt for nogle få sjældne planter, der ved, hvordan man fikserer kvælstof, og som er essentielt for et større antal fikserende bakterier, der er forbundet med rodkuglen ( rhizobium af mange planter.
Levende dyrevæv indeholder kun meget lave doser (et par milligram pr. Hundrede gram). Cobaltionen er forbundet med visse proteiner og især med vitamin B12. Drøvtyggere (beskrevet ovenfor) er sårbare over for cobaltmangel, hvilket medfører nedsat appetit og sænker mælkeproduktionen og vægten af opdrættede kalve og kvier. Denne mangel er blevet observeret i sjældne landbrugsregioner (granitiske vosges og lignende sektorer i det vestlige Frankrig). Kobolt (II) -mangel fremmer også den giftige virkning af selen og dets indtrængning i kroppen.
Det daglige koboltbehov overstiger ikke 0,6 til 0,15 mg hos mennesker; det er stadig nødvendigt, at det kun er i form af vitamin B12. Hos drøvtyggere, de vommen mikroflora omdanner det divalente kobolt ion i cyanocobalamin eller vitamin B12 .
Akut eksponering for cobalt på ca. 25 til 30 mg pr. Dag er giftig.
Hjertesygdomme er ikke blevet observeret hos anæmiske og gravide kvinder, der er blevet behandlet med cobalt, men fostrets abnormiteter forårsages hos dyr, der i laboratoriet udsættes for høje niveauer af cobalt under graviditet.
Så tidligt som i 1960'erne begyndte nogle amerikanske bryggerier at tilsætte kobolt sulfat som en stabilisator for ølskum ; dette forårsagede kvalme , opkastning og alvorlige hjertesygdomme hos tunge øldrikkere (bevist død af fyrre tunge drikkere, der således indtog 6 til 8 mg cobalt om dagen i mere end 12 liter øl. Denne øl er nu forbudt af det amerikanske FDA indeholdt 1,2 til 1,5 mg pr. liter.
En ny kilde til menneskelig eksponering er montering af visse proteser (især hofteproteser ); de er kilder - ved slid - af nanometriske partikler, som diffunderer systemisk i kroppen via den lymfen og det vaskulære system, med uønskede lokale reaktioner i de bløde væv, der omgiver protesen, og med systemisk toksicitet. Partikler af nanoskala af cobalt (og andre metaller) har vist sig at være meget mere giftige end mikrometriske partikler. I dette tilfælde skal nanotoksikologi anvendes til risikovurderingen; Et af sporene (skal dog fortolkes med forsigtighed) er en stigning i blodcobaltniveauet efter indsættelse af protesen.
Da dette produkt ikke er på listen over forbudte produkter til atleter, har det været mistanke om, at nogle atleter kan have brugt cobaltsalte til doping som et "alternativ" til EPO- injektion for at forbedre deres aerobe ydeevne ved at flygte til antidopingkontrol. , dog med alvorlige risici for deres helbred (Det er blevet brugt som et anti-anæmisk middel inden for medicin, effektivt men med "alvorlige bivirkninger" ); det kunne således søges i fuldblod, serum, plasma eller urin.
Det forblev lidt kendt i lang tid; Hvis ordet kobolt kommer fra den tyske kobalt eller kobold , en ægte ond ånd, der hjemsøgte minerne i den germanske tradition, blev metallet fremstillet sent, og metalets toksicitet har længe været anset for lav. For omhyggelige metallurgier måtte det fine koboltmetalstøv imidlertid være mindre end 0,5 mg / m 3 . Indånding af dette støv forårsager faktisk lungesygdomme, og hudkontakt forårsager irritation . Dens indtagelse forårsager ofte kvalme og opkastning.
Effekter: Det er et sporstof, der er nødvendigt i små doser til visse celler og biologiske processer; det er til stede i vitamin B 12 og bruges mod anæmi , fordi det fremmer sammensætningen af røde blodlegemer . Ved højere doser er det "meget giftigt" . Forsøg udført in vitro med cobaltioner på pattedyrsceller viser, at det er cytotoksisk og inducerer apoptose og cellenekrose i højere koncentrationer end det, der inducerer et inflammatorisk respons.
Indtagelse af cobalt (II) chlorid forårsager også hurtigt kvalme og opkastning og endda død.
Den dødelige dosis nås let, især hos børn. Uønskede hjerte- og lungevirkninger er demonstreret ved eksponering for cobalt tæt på eller lidt under den nuværende erhvervsmæssige eksponeringsgrænse.
Eksponering for cobalt kan fremkalde lungesygdomme (åndedrætsbesvær, der muligvis udvikler sig til astma eller lungebetændelse hos arbejdstagere, der har åndet luft fyldt med cobalt), og det kan alvorligt påvirke mave-tarmkanalen, skjoldbruskkirtlen (se endokrin forstyrrelse )., Hjerte og sensoriske systemer .
Denne toksicitet skyldes:
Under alle omstændigheder er det mere giftigt i form af nanopartikler , men forskningen er stadig ufuldstændig på dette område.
Genotoksicitet: Cobalt og salte deraf er genotoksiske , primært på grund af oxidativ skade på DNA fra reaktive iltarter og kan skyldes inhibering af visse DNA-reparationsprocesser.
Kræftfremkaldende egenskaber : Cobalt er klassificeret som " muligt kræftfremkaldende " af Det Internationale Agentur for Kræftforskning ; fordi det forårsager kræft, når det indføres i en muskel eller under huden, men det ser ikke ud til at være kræftfremkaldende, når det indåndes af dyr, der udsættes for luft, mad eller vand. Beviserne for kræftfremkaldende virkning af metallisk cobalt og cobalt sulfat betragtes som tilstrækkelige hos forsøgsdyr, men stadig utilstrækkelige hos mennesker.
Metabolisme: det forstås stadig ikke fuldt ud, men vi forstår bedre dens forbindelser med iltmangel ( hypoxi ) i dyreceller: Cobalt i form af Co ++ ion stabiliserer cellulær skade på grund af hypoxi og stimulerer produktionen af erythropoietin (EPO) og vises (ved den samme mekanisme) til at hjælpe med at koordinere og regulere andre adaptive reaktioner på hypoxi, men for de fleste af disse reaktioner med potentielle kræftfremkaldende virkninger (vist i dyremodellen). En nyligt foreslået hypotese er, at nogle af de toksiske virkninger af Co ++ ionen skyldes negativ interferens (skal bekræftes) med Ca ++ pumpen af celler.
Kropskinetik; retention / udskillelse : Dens kinetik i kroppen (Co ++ ) og dets opholdstid er hovedsageligt blevet undersøgt hos forsøgsdyr og noget hos mennesker.
Det akkumuleres hovedsageligt i lever, nyre, bugspytkirtel og hjerte, og det relative indhold af skelet og skeletmuskel stiger langsomt over tid efter administration af cobalt.
Hos mennesker falder nyreudskillelsen oprindeligt hurtigt inden for få dage. Derefter sænkes den i en anden fase, der varer et par uger, og en del af cobalt forbliver fanget i vævene i flere år (især i dermis i tilfælde af tatovering).
I serum binder Co ++ ionen til albumin ud over frie ioner (5 til 12% af den samlede koboltkoncentration). I humane røde blodlegemer ser det ud til at bruge den samme transmembrane vej som calcium med en i det væsentlige irreversibel absorption, når den faktisk er involveret i cytosolen (den udvises derefter ikke længere af calciumpumpen).
Det virker næsten systematisk i rige lande (inklusive Frankrig), men i proportioner, der stadig er dårligt forstået, og det varierer sandsynligvis efter mange parametre (især miljø og mad).
I 2018 i Frankrig, ” Perinatal komponent ” af den nationale bioovervågning programmet offentliggjorde en vurdering af imprægnering af gravide kvinder, i særdeleshed med kobolt (og med 12 andre metaller eller metalloider og nogle organiske forurenende stoffer). Dette arbejde blev udført under opfølgningen af en kohorte på 4.145 gravide kvinder (” Elfe Cohort ”). Denne kohorte omfattede kvinder, der fødte i Frankrig i 2011 ( undtagen Korsika og TOM ). Den urin dosering af 990 gravide kvinder, der ankommer til barsel hospital bekræftede allestedsnærværelse Cobalt i miljøet; det blev fundet i 100% af de analyserede urinprøver ( geometrisk gennemsnit : 0,85 μg / l med kreatininniveauet : 1,16 μg / g relativt lig dem, der er citeret uden for Frankrig for kvinder i slutningen af graviditeten - De er dog meget højere end de satser, der er målt hos ikke-gravide kvinder (især i Frankrig). Litteraturen nævner denne forskel, hvilket kan forklares med metaboliske ændringer forbundet med mangel på jern hyppigt hos gravide kvinder. Frankrig af 2018 i den perinatale sammenhæng, urinkobalt udskillelse er højere i tilfælde af rygning og højere forbrug af chokoladeprodukter og te, og det har også en tendens til at falde med alder og forbrug af fisk Forfatterne fremkalder en mulig sammenhæng med kvindens jernstatus (se associering med te og fisk ) men kampsaldoen ikke er kendt for alle kvinderne i Elf-kohorten, dette er fortsat en hypotese .
Bortset fra arbejdstagere eller mennesker, der udsættes for betydelige industrielle eller naturlige kilder, kommer 99% af den cobalt, vi absorberer, fra mad, snarere end vand eller luft.
Naturkilder: jord, erosion , vulkaner , havvand og skovbrande . Den gennemsnitlige sats i jord i verden er otte ppm (dele pr. Million), men varierer fra næsten nul til 6450 ppm eller mere i nærheden af miner (i Ontario blev henholdsvis 16 og 17 ppm cobalt målt i landlige parker og gamle byer parker).
Antropogene kilder: vand, luft, jord og økosystemer er forurenet af miner og koboltindustrien, dampe fra forbrændingsanlæg og fra forbrænding af kul og olie, der indeholder en lille andel, samt gas fra køretøjs- og flyudstødning. Der forekommer undertiden utilsigtet forurening (f.eks .: 61 schweiziske elevatorknapper af fransk oprindelse (produceret med indisk stål forurenet med radioaktivt kobolt), der udsendes ca. 7000 Bq hver; transport af 14 af disse knapper var nok til at pålægge anvendelse af den europæiske aftale om international Transport af farligt gods ad vej (ADR).
Globalt er de vigtigste kilder nedfaldet fra atomforsøg, derefter fra Tjernobyl-ulykken. Deres radioaktivitet varierer fra sted til sted og falder generelt gradvist over tid (se figur 21 i 2008-rapporten fra den schweiziske strålingsbeskyttelsesafdeling; "Cæsium 137 (i Bq / kg tørstof) i jordprøver fra forskellige stationer i Schweiz (1964 –2008) ” , og figur 22 ( “ Strontium 90 i forskellige prøver taget mellem 1950 og 2008 ” )) men lokalt ved udvaskning, afstrømning og derefter biokoncentration kan niveauerne stige (i svampe og vildsvin, der spiser dem for eksempel.
I økosystemer : Kobolt er dårligt sporet i vandmiljøer. Ifølge Ifremer finder vi fra 1 til 5 ng.L -1 til søs, og forurenede floder bringer betydelige mængder (200 ng.L -1 blev målt ved lav saltholdighed i Seinen og dens flodmunding). Toskallede kød indeholder det; for eksempel fra 3 til 3,5 mg. kg -1 (tørvægt) om vinteren og fra 0,8 til 1,2 mg. kg -1 om sommeren i Devon- muslinger i 1977 og 1978. Østers fra lagunen Navachiste i Mexico indeholdt 0,3 til 1,9 mg .kg -1 (dw) i 1991. Vandremuslingen (freshwater muslinger ) kan også akkumulere betydelige mængder i deres skaller.
Dens økotoksicitet varierer alt efter organismer, individer, kontekst og de kemiske arter, der overvejes (ren cobalt, ion, nanopartikel , cobalt II eller cobalt III, radioaktiv eller ej, eller endda type organiske og / eller uorganiske salte). Dens toksicitet og miljømæssige mobilitet (for planter, dyr, svampe) øges med jordens surhed.
Sur regn kan øge dets mobilitet og biotilgængelighed med risiko for bioakkumulering og bioturbation af visse planter, svampe og dyr.
I 2020 er der stadig ingen reguleringsstandard for kvaliteten af overflade, grundvand eller drikkevand til kobolt i Den Europæiske Union eller USA.
En undersøgelse var baseret på alger , en vandplante og nogle arter af hvirvelløse dyr og fisk, der traditionelt blev brugt til akutte og kroniske toksicitetstest for at foreslå tærskler for en fremtidig standard.
Efter den europæiske tilgang ville en median farlig koncentration for 5% af organismerne (HC5,50%) være 1,80 µg Co / L. En amerikansk EPA-type tilgang ville være syv gange mere tolerant (7,13 µg Co / L).
Nogle hvirvelløse dyr og alger / vandplanter er meget mere følsomme over for kronisk eksponering for Co end fisk.
For at ekstrahere den ioniske (opløste) form af cobalt fra en væske kan man bruge chelatorer , ionbytterharpikser , aktivt kul , nanofiltreringsteknikker og måske snart polymerer, der er i stand til at absorbere dette. Forurenende stoffer i kølesystemerne i kernekraftværker er under undersøgelse.
Tyske og indiske forskere forsøger at udvikle polymerer, der er i stand til at koncentrere radioaktive cobaltisotoper til behandling af kølevand i atomkraftværker : en ny proces til reduktion af radioaktivt affald.
Denne kobolt kommer fra den specielle stållegering, der udgør rørene, hvor kogende vand cirkulerer under tryk. Denne kobolt bombarderes med neutroner, når den passerer gennem reaktorkernen, hvilket resulterer i radioaktive isotoper (Co 60; hvis radioaktive halveringstid overstiger 5 år).
Den nanostruktur af denne polymer danner en "molekylær fingeraftryk" , dvs., at hulrummene er indeholdt i polymeren er nøjagtigt i form af en cobaltion. Denne polymer er faktisk et tidligere rigt produkt cobaltioner, der blev ført til syren for at ekstrahere cobaltmatrix; Når denne matrix placeres i et miljø, der indeholder cobalt, vil den have tendens til at passe ind i de hulrum, der efterlades af passagen til syren. Således kunne en stor mængde radioaktive cobaltisotoper i opløsning fanges og fjernes med denne polymer.
Udvekslingen af koboltmarked administreres af London Metal Exchange .
Vigtigste mineproducerende lande af metallet indeholdt i 2014:
Land | Produktion (t) | % i hele verden | |
---|---|---|---|
1 | DRC | 63.000 | 51.2 |
2 | Kina | 7.200 | 5.9 |
3 | Canada | 6.574 | 5.3 |
4 | Rusland | 6.300 | 5.1 |
5 | Australien | 5.978 | 4.9 |
6 | Zambia | 5.500 | 4.5 |
7 | Filippinerne | 4.600 | 3.7 |
8 | Ny Kaledonien ( Frankrig ) | 4.040 | 3.3 |
9 | Cuba | 3.700 | 3 |
10 | Madagaskar | 3.100 | 2.5 |
Total verden | 123.000 | 100 |
2014-figurer, metal indeholdt i malm og koncentrater, kilde: USGS Minerals
Betragtet som et strategisk og ikke-vedvarende mineral, betød dets forbrug i 2014, at de kendte reserver (7,1 millioner tons) i Republikken Congo (50%), Australien (15%) og Cuba (7%)) vil være opbrugt i 60 flere år. De ubåde med polymetalliske knuder og koboltskorpe indeholder stadig meget (som i Fransk Polynesien ), men det er uklart, om vi kan udnytte uden meget at nedbryde havmiljøet .
Det Afrika holder de fleste af verdens kendte ressourcer af kobolt. Omkring 50% menes at være i Den Demokratiske Republik Congo (hovedsagelig i Kolwezi- regionen ), der sigter mod at blive verdensførende med hensyn til produktion af koboltmalm. Den Zambia er den største producent af kobolt malm, men kan smeltes og raffineres andre steder, også i Europa. Den Cameroun har måske den største deponering i verden (i skoven område af landet), som bør sættes i drift i et par år af den amerikanske gruppe Geovic .
Ved slutningen af det XX th århundrede, den belgiske Umicore (nu Nyrstar efter at fusionere med Zinifex som ejer 60% af aktierne) var verdens førende på dette område.
I 1980'erne var det en af de otte strategiske råmaterialer, der blev anset for vigtige (i krigstid som i fredstider).
I 1993 kom 63% af al koboltmalm fra tre lande: Rusland (32%), Zambia (20%) og Canada (11%);
I 2006 blev der produceret 55.000 tons (mod 19.700 tons i 1994 og derefter fordelt jævnt mellem Rusland 3.300 tons, Zaire 3.200 tons, Finland 3.000 tons, Canada 2.900 tons, Norge 2.800 tons, Zambia 2.600 tons foran Kina 800 tons).
I 2018 er kobolt, mere eftertragtet end nogensinde (især for elektriske køretøjsbatterier) klassificeret som "rødt" af BRGM og WMF (" World Materials Forum "), fordi det kombinerer en risiko for forsyningsforstyrrelse og meget høj betydning. industri, fordi det kunne mangle "mellem 2025 og 2030", og Den Demokratiske Republik Congo, der har halvdelen af ressourcerne, kunne være politisk ustabil. Dens pris er blevet fordoblet på to år, og i denne takt vil de 70 år med nuværende cobaltreserver i løbet af 10 år falde til 25 år, hvis de ikke fornyes. Tesla lykkedes at producere batterier (2170 celler) til Model 3 ved kun at bruge 2,8% kobolt, hvor andre producenter endnu ikke kunne falde til under 8% (dvs. et 65% lavere krav til Tesla, som endda planlægger at klare sig uden kobolt snart). Derudover kunne nye ubådsforekomster i fremtiden blive opdaget og udnyttet.
I 2018 (november) vurderede Europa-Kommissionen , at den globale efterspørgsel efter cobalt kunne tredobles på mindre end 15 år (inden 2030), på trods af kemisk optimering af malmen. Andelen af elektriske køretøjer (6.650 tons eller 9% af verdens efterspørgsel efter kobolt) kunne stige i 2030 til 300.000 til 400.000 tons; en mangel ville være mulig fra 2025: verdensforbruget kunne derefter nå op på 203.000 tons til en produktion på 196.000 tons. Europa har 239 identificerede forekomster, men dets årlige produktion af cobalt er omkring 2.300 ton / år til et behov efter ni gange højere. Med effektiv genanvendelse og fremskyndelsen af sine aflejringer kunne Europa dække 15% af sit behov inden 2030. Innovative batterier (f.eks. Udskiftning af kobolt med nikkel kunne reducere den globale efterspørgsel med 30% inden 2030.
Efter en stigning i 2017 for at nå i foråret 2018 ukendte højder i ti år, der overstiger $ 90.000 / ton på grund af frygt for mangel på grund af det forventede opsving i elbilsalget, faldt koboltpriserne til $ 33.000 / ton i begyndelsen af februar 2019. Mineproducenter har faktisk investeret meget for at imødekomme denne efterspørgsel og øget antallet af projekter i Den Demokratiske Republik Congo; dille efter dette mineral og den ustabile politiske situation i Den Demokratiske Republik Congo førte til oprettelsen af mange håndværksminer , hvor 110.000 til 150.000 ulovlige ved udgangen af 2018 ville arbejde , inklusive børn, der ofte udvinder i hånden ca. 20% af den kobolt, der derefter blev eksporteret fra DRC, især til Kina, for at producere batterier til mindst 26 virksomheder, opfyldte ikke internationale standarder for due diligence for menneskerettigheder (især Huayou-kobolt ), der 'fordømte en rapport fra Amnesty International og African Resources Watch ( Afrewatch ) i 2016. En ny rapport, Tiden er inde til at genoplade “rene” batterier! , (2017) understreger alle disse punkter og gør status over den generelle inerti.
Da kobolt er en strategisk og ikke-vedvarende ressource, der står over for høje priser, og på trods af de tekniske vanskeligheder ved at skifte til industrielle metoder, bliver genanvendelse af kobolt et strategisk spørgsmål.
Den 2011 UNEP rapport rapporterer følgende data for kobolt:
I forbindelse med raffinering, transformation og markedsføring af kemikalier med specialkemikalier for fine kemikalier (kemikalier, pulvere, koboltbaserede pigmenter) har verdensføreren siden 1912 været " Cobalt & Specialty Materials " (CSM), et datterselskab af Umicore (nu Nyrstar ) . Denne gruppe styrer hele forsynings- og produktionskæden for kobolt gennem enheder spredt over flere kontinenter. Cobaltforbindelser i organisk og uorganisk form produceret og markedsført af CSM anvendes især som pigmenter til glas, keramik, maling, blæk osv. og - med nikkel - i batterier og genopladelige celler eller som katalysatorer såvel som til forskellige anvendelser inden for elektronik eller legeringer og overfladebehandling .
I Europa er hovedfabrikken ( Umicore - Cobalt & Specialty Materials in Umicore Specialty Materials Brugge (USMB)), der har været aktiv siden 1907, Bruges i Belgien ; det producerer uorganiske og organiske koboltforbindelser, erhvervet af Umicore i 2007.
Partikler, nanopowders og nanopartikler stabil cobalt (nanopartikler superparamagnetisk ) eller cobalt (f.eks magnetiske partikler af kobolt-nikkel) er fremstillet i de seneste år, og for eksempel integreres i nye katalysatorer på palladium
“18. Jern-, kobolt- og nikkelkomplekser; 20.1. Metallegeringer; 20.2. Metallegeringer (fortsat); 20.3 Metallegeringer (fortsat) "
(note BNF n o FRBNF37229023 )1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
alkali metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanider |
overgangsmetaller metaller |
Dårlige metaller |
Metal- loids |
Ikke- metaller |
halo -gener |
Ædle gasser |
Varer uklassificeret |
Actinides | |||||||||
Superactinider |