Кобальт это металл или неметалл

Обновлено: 16.05.2024

В XV веке в Саксонии среди богатых серебряных руд обнаруживали блестящие, как сталь, белые или серые кристаллы, из которых не удавалось выплавить металл; их примесь к серебряной или медной руде мешала выплавке этих металлов. По всей видимости, это были содержащие мышьяк кобальтовые минералы — Происхождение названия

Название химического элемента кобальт происходит от немецкого слова 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 не известный 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

Получение

Химические свойства

На воздухе компактный кобальт устойчив, при нагревании выше 300 °C покрывается оксидной пленкой (высокодисперсный кобальт фтором с образованием трифторида СоF₃. Если на СоО или СоСО₃ действовать газообразным HF, то образуется еще один фторид кобальта СоF₂. При нагревании кобальт взаимодействует с хлором и бромом с образованием, соответственно, дихлорида СоСl₂ и дибромида СоBr₂. За счет реакции металлического кобальта с газообразным НI при температурах 400—500 °C можно получить дииодид кобальта СоI₂.

Сплавлением порошков кобальта и серы можно приготовить серебристо-серый сульфид кобальта СоS (β-модификация). Если же через раствор соли кобальта(II) пропускать ток сероводорода H₂S, то выпадает черный осадок сульфида кобальта СоS (α-модификация): CoSO₄ + H₂S = CoS + H₂SO₄.При нагревании CoS в атмосфере H₂S образуется Со₉S₈ с кубической кристаллической решеткой. Известны и другие сульфиды кобальта, в том числе Co₂S₃, Co₃S₄ и CoS₂.

С графитом кобальт образует азотом (возникают нитриды Со₃N и Co₂N), селеном (получены селениды кобальта CoSe и CoSe₂), кремнием (известны силициды Co₂Si, CoSi, CoSi₂) и бором (в числе известных боридов кобальта — Со₃В, Со₂В, СоВ).

Металлический кобальт способен поглощать значительные объемы водорода, не образуя при этом соединений постоянного состава. Косвенным путем синтезированы два аммиака NH₃. При действии аммиака на растворы солей кобальта(II) возникают амминные комплексы кобальта красного или розового цвета, содержащие катионы состава [Co(NH₃)_6-n(H₂O)_n] 2+ . Эти комплексы довольно неустойчивы и легко разлагаются даже водой.

Применение

Основная доля получаемого кобальта расходуется на приготовление различных сплавов. Так, добавление кобальта позволяет повысить магнитов находят применение сплавы, содержащие 52 % кобальта и 5-14 % ванадия или хрома (так называемые пигменты многих красителей. 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.

Биологическая роль

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 ( Радионуклид кобальт-60

Большое практическое значение имеет искусственно получаемый радионуклид кобальта 60 Со (период полураспада Т_1/2 5,27 года). Испускаемое этим радионуклидом γ-излучение обладает достаточно мощной проникающей способностью, и « радиоизотопных источниках энергии .

КОБАЛЬТ — щедрый подарок горных духов

В Саксонии с давних времен добывали цветные металлы. Частенько горняки добывали казалось бы серебряную руду, но выплавить серебро не получалось. А при плавке руда выделяла газ, от которого травились рабочие. Такую «нечистую» руду шахтеры называли «кобольд». Считалось, что злые духи подземелий (кобольды) вредят шахтерам, прячут хорошую руду и подсовывают ядовитую.

Отсюда и происхождение названия — кобальт. В этом случае никель и наш герой — родные братья. Оба получили названия от языческих горных духов.

Кто нашел «вредного духа»

История открытия проста. Георг Брандт, шведский химик и минералог (по совместительству начальник Шведского королевского монетного двора) любил мышьяк. Не в смысле гастрономическом, а как ученый. Но в ходе исследований любимого элемента ученый нашел методы получения некоторых металлов, разработал способы получения основных кислот (серной, азотной, соляной). А еще определил, что за вредный дух мешает добывать серебро горнякам.

В руде имелся неизвестный раньше элемент, его Брандт назвал кобальтом. Еще химик выяснил, что соли найденного металла окрашивают стекло в восхитительный синий цвет.

Познавательно: в незапамятные времена в центрах цивилизаций (Египте, Вавилоне) делали стекло и смальту синего цвета.

Мартин Руланд, немецкий врач и алхимик, работавший при дворе императора Рудольфа II, в своем «Алхимическом лексиконе» писал:

«Кобальт (Koboltum, Kobaltum) или коллет (Colletum) … черная, немного похожая по цвету на золу материя, которую можно ковать и лить, она не обладает металлическим блеском, и представляет собой вредную взвесь, уводящую (при плавке) вместе с дымом хорошую руду». Очевидно, здесь говорится о металлическом кобальте.

Свойства металла

Кобальт — элемент периодической таблицы Менделеева под номером 27. Его относят к металлам, он имеет белый или желтоватый серебристый цвет. Имеет синеватый или розоватый отлив.

Физические свойства металла:

• плотность 8,9 г/см³;
• температура плавления 1495°С;
• кипит при 2870 градусах Цельсия;

Кобальт ферромагнетик, как и два его соседа по таблице Менделеева — железо и никель.

Химические свойства металла обусловлены его степенями окисления — +2, +3, 0.

Холодная концентрированная азотная кислота пассивирует Co.

Щелочи реагируют с водными растворами солей, при этом образуется гидроксид Со(ОН)2.

Водорастворимые соли кобальта дарят воде розовый цвет. Растворенные в ацетоне, эти соли окрашивают раствор в синий цвет.

Месторождения кобальтсодержащих руд

В природе нахождение таких руд вроде не проблема. Кобальтсодержащих минералов геологи насчитывают более 130. Вопрос в том, сколько именно металла содержит руда.

Собственно кобальтовых минералов всего около 40.

1. Скуттерит. Содержание Cо до 30%.
2. Саффлорит-лёллингит. Кобальта в руде до 29%.
3. Арсенопирит-аллоклазит. В ней искомого металла до 35%
4. Кобальтин-герсдорфит с содержанием Cо до 35%.

Но в большинстве кобальтсодержащие руды металла содержат до 3%.

Кобальт добывают из сернистых медно-никелевых, окисленных кобальто-медных, силикатно-оксидных никелевых месторождений.

Детский труд на богатейших шахтах

Конго — одна из беднейших и коррумпированных стран. Зато в ее недрах находятся бесценные сокровища. Страна занимает первое место в мире по добыче кобальта (около 60%). Добычу ведут в самодельных шахтах, практически руками и молотком. Треть из работающих в шахтах дети школьного возраста. За 12-ти часовой рабочий день малолетний работник получает 3-4 доллара США.

Остальные страны обделены этим ценным ресурсом:

• Канада — 6% мировой добычи кобальта.
• Австралия 4 %.
• Филиппины 4%.
• Куба 3%.
• Замбия 3%.
• Россия 3%.

Получение и марки кобальта

Получение нашего героя зависит от выплавки… меди и никеля. Наш герой — побочный продукт этих производств. Делается это методами пирометаллургии, выщелачиванием с последующей алюминотермией.

Марка кобальта	Вид выпуска, содержание Co
К0	не менее 99,98% Со
виталлиум	62-65% Со
стеллита	50% Со
викаллой	52% Со
К2	не менее 98,3% Со
ПК-1у	Порошок металлического кобальта, (Co не меньше 99,35%)

Выпускается в виде проволоки, слитков, полос, пластин.

Чем хорош и плох кобальт

Достоинствам нашего героя позавидуют многие металлы.

1. Отличная жаропрочность.
2. Высокие твердость и устойчивость к износу (даже при высоких температурах).
3. Устойчив к размагничиванию.

Применение металла: инструменты, краски, электроника

Использование кобальта ограничено его ценой, иначе он применялся бы гораздо шире. Но в производстве инструментальных материалах металл необходим. Знаменитый советский сплав «победит» (помните, победитовые сверла) кроме кобальта содержит вольфрам.

Продукция из кобальта и его соединений — это сплавы с особыми свойствами, сердечники электромоторов и трансформаторов.

Квантовые генераторы и усилители, печатные схемы в радиоэлектронике, авиационная и космическая промышленности — везде отметился наш герой.

Не доказано: есть версия, что при аресте у Маты Хари (знаменитой куртизанки, танцовщицы и по совместительству шпионки) нашли пузырек с чернилами, содержащими соли кобальта. Эти чернила проявляют надпись на бумаге только при ее нагревании. Кстати, таким же свойством обладает молоко…

Такие «специальные шпионские» чернила обычному человеку не нужны. Это был повод арестовать Мату Хари.

Синий, желтый, фиолетовый…

Декорирование керамики и стекла началось еще в античные времена. Венеция с ее знаменитыми мастерами по стеклу использовала соли кобальта для окраски стеклянных изделий в глубокий синий цвет. И не только синий. Фосфорнокислая соль имеет фиолетовый цвет; соль Фишера — желтый; сульфат кобальта ярко-розового цвета, есть соль зеленая. Все эти соли применяют в производстве масляных красок и для росписи фарфоровых изделий.

Бесценные вазы, чаши, шкатулки эпохи Мин украшают крупнейшие музеи и редкие частные коллекции. Вся эта керамика украшена голубой росписью кобальтовых красок.

Познавательно: сохранился синий египетский кувшин (стекло окрашено солями кобальта). Кувшинчик сделали в ХV в. до нашей эры. Существуют и стекловидные голубые кирпичи, содержащие соли нашего героя.

От кобальтовой пушки до домика в деревне

Изотоп 60Co — источник гамма-излучения. У него довольно широкий спектр применения:

1. В медицине «кобальтовая пушка» для лучевой терапии опухолей.
2. В дефектоскопах.
3. Для уничтожения насекомых в зерне.
4. Для стерилизации инструментов.

Биологическая роль металла велика, но тут действует принцип «в капле лекарство, в ложке яд».

Наш герой — необходимый компонент витамина В-12, его недостаток вызывает болезни у людей и животных.

Препараты с кобальтом — необходимая составляющая комбикормов. Добавьте немного солей кобальта в любимый пруд, и получите хороший прирост рыбы.

Познавательно: в России велика площадь земель с пониженным содержанием металла кобальта. Если на такой земле стоит ваш домик в деревне, пасутся коровы и козы — не избежать проблем со здоровьем животных (и потребителей продуктов животноводства).

Применение кобальта в электронике необходимо. Батарейки, аккумуляторы, некоторые детали электроники невозможно сделать без кобальта.

Металлический порошок используют как катализатор при синтезе бензина, производстве маргаринов и спредов.

Автомобили с ДВС морально устарели, опасны в плане экологии. В общем, пора переходить на электромобили. Мешает массовому переходу на электромобили …кобальт. Вернее, литий-ионные аккумуляторы, где этот металл нужен, причем в немалых количествах. Правда, производители аккумуляторов ищут пути к уменьшению в них содержания драгоценного металла.

Наши любимые кошки: зачем им наш герой?

Им-то он точно не нужен. Нужен их хозяевам. Дорогие наполнители для кошачьих лотков (туалетов) содержат «индикатор влажности» — цветные кусочки соли двухвалентного кобальта. Его особенность — менять цвет с синего на розовый при увлажнении. То бишь, справила ваша кошечка малые дела в лоток, и индикаторные кусочки изменили цвет. Меняйте наполнитель.

Сплавляем металлы

В сверхлегированных никелевых сплавах наш герой занимает почетное место.

Для промышленности характеристики сплавов просто блестящие. Они бывают жаропрочными, износостойкими, сверхтвердые.

Сверхтвердые стеллитовые сплавы содержат кобальт и хром.

Как легирующая добавка наш герой входит в состав быстрорежущих инструментальных сталей, но в них целое содружество металлов:

• вольфрам 15-19%;
• кобальт 5-13%;
• хром 4%; 1%.

Дисперсионно закаленные сплавы нержавейки применяют для изготовления приводов, клапанов и в нефтяной промышленности.

Ферромагнитные свойства металла используют в сплавах с самарием. Кобальт-самариевые магниты имеют большую магнитную силу, чем ферритовые и могут работать при высоких температурах.

Цена металла на LME

Стоимость тонны кобальта на Лондонской бирже металлов составляет 29500,0 US$ (цена указана на 27.05.2020).

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Металл кобальт

Кобальт (Co) (Cobaltum) - химический элемент VIII группы в периодической системе химических элементов с атомным номером 27, твердый вязкий блестящий голубовато-серый металл, относится к тяжелым металлам. Плотность равна 8,9 г/см 3 , t_пл.=1493 °C, t_кип.=2957 °C. В земной коре содержание Co равно 4·10 -3 % по массе. Данный металл входит в состав более 30 минералов. К ним относятся каролит CuCo₂S₄, линнеит Co₃S₄, кобальтин CoAsS, сферокобальтит CoCO₃, смальтит СоAs₂ и другие. В морской воде приблизительно (1-7)·10 -10 % Co.

История открытия

Название металла "Кобальт" тесно связано с саксонскими рудниками, а точнее с подземным гномом Кобольдом, который там обитал по мнению саксонцев. Дело в том, что не всегда руда, принимаемая тогда за серебряную, давала при выплавке непосредственно драгоценный металл. Данное явление, как раз, и приписывали к злым деяниям маленького гнома Кобольда. Руда, которая не давала серебра, но была по внешним признакам очень похожа на серебряную, получила название "кобольд". Скорее всего, это были содержащие мышьяк кобальтовые минералы — кобальтин CoAsS, или сульфиды кобальта скуттерудит, сафлорит или смальтин. В 1735 году шведский химик Георг Брандт выделил из данной руды серый со слабым розоватым оттенком неизвестный металл, который получил название "кобольд" или "Кобальт". Брандт выяснил также, что соединения именно этого элемента окрашивают стекло в синий цвет.

Свойства кобальта

Физические и механические свойства

Свойство	Значение
Атомный номер	27
Атомная масса, а.е.м	58,93
Атомный диаметр, пм	250
Плотность, г/см³	8,9
Удельная теплоемкость, Дж/(K·моль)	0,456
Теплопроводность, Вт/(м·K)	100
Температура плавления, °С	1493
Температура кипения, °С	2957
Теплота плавления, кДж/моль	15,48
Теплота испарения, кДж/моль	389,1
Молярный объем, см³/моль	6,7
Группа металлов	Тяжелый металл

Свойство	Значение
Ковалентный радиус:	130 пм
Радиус иона:	(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу):	2,16
Электродный потенциал:	0
Степени окисления:	6, 5, 4, 3, 2

Марки кобальта и сплавов

• К0, К1Ау, К1А, К1, К2 - металлический кобальт, содержание Co составляет не менее 99,98% для марки К0 и не менее 98,3% для К2. Указанные марки выпускаются в виде слитков, катодных листов, полос и пластин. В качестве способа производства применяется электролиз или рафинирование.
• ПК-1у - металлический кобальт с содержанием указанного химического элемента Co не менее 99,35%. Данная марка выпускается в виде порошка, полученного с помощью электролиза.

Достоинства / недостатки

Достоинства:
• обладает хорошей жаропрочностью;
• имеет высокую износостойкость и твердость в том числе и при высоких температурах;
• обладает высокой стойкостью к размагничиванию даже при повышенных температурах и механических нагрузках.

Недостатки:
• имеет высокую стоимость.

Применение кобальта

Кобальт в виде порошка используют в основном в качестве добавки к сталям. При этом повышается жаропрочность стали, улучшаются ее механические свойства (твердость и износоустойчивость при повышенных температурах). Данный металл входит в состав твердых сплавов, из которых изготовляется быстрорежущий инструмент. Один из основных компонентов твердого сплава - карбид вольфрама или титана - спекается в смеси с порошком металлического кобальта. Именно Co улучшает вязкость сплава и уменьшает его чувствительность к толчкам и ударам. Так, например, резец из суперкобальтовой стали (18% Co) оказался самым износоустойчивым и с лучшими режущими свойствами по сравнению с резцами из ванадиевой стали (0% Co) и кобальтовой стали (6% Co). Также кобальтовый сплав может использоваться для защиты от износа поверхностей деталей, подверженных большим нагрузкам. Твердый сплав способен увеличить срок службы стальной детали в 4-8 раз.

Также стоит отметить магнитные свойства кобальта. Данный металл способен сохранять эти свойства после однократного намагничивания. Магниты должны иметь высокое сопротивление к размагничиванию, быть устойчивыми по отношению к температуре и вибрациям, легко поддаваться механической обработке. Добавление кобальта в стали позволяет им сохранять магнитные свойства при высоких температурах и вибрациях, а также увеличивает сопротивление размагничиванию. Так, например, японская сталь, содержащая до 60% Co, имеет большую коэрцитивную силу (сопротивление размагничиванию) и всего лишь на 2-3,5% теряет магнитные свойства при вибрациях. Магнитные сплавы на основе кобальта применяют при производстве сердечников электромоторов, трансформаторов и в других электротехнических устройствах.

Стоит отметить, что кобальт также нашел применение в авиационной и космической промышленности. Кобальтовые сплавы постепенно начинают конкурировать с никелевыми, которые хорошо зарекомендовали себя и давно используются в данной отрасли промышленности. Сплавы, содержащие Co, используются в двигателях, где достигается достаточно высокая температура, в конструкциях авиационных турбин. Никелевые сплавы при высоких температурах теряют свою прочность (при температурах от 1038°С) и тем самым проигрывают кобальтовым.

В последнее время кобальт и его сплавы стали применяться при изготовлении ферритов, в производстве «печатных схем» в радиотехнической промышленности, при изготовлении квантовых генераторов и усилителей. Кобальтат лития применяется в качестве высокоэффективного положительного электрода для производства литиевых аккумуляторов. Силицид кобальта отличный термоэлектрический материал и позволяет производить термоэлектрогенераторы с высоким КПД. Соединения Co, введенные в стекла при их варке, обеспечивают красивый синий (кобальтовый) цвет стеклянных изделий.

Продукция из кобальта

Современная промышленность выпускает разнообразную продукцию из кобальта. Наиболее распространены кобальтовый порошок, слитки и пластины. Для специальных целей также производится кобальтовая проволока.

Указанная продукция применяется в случаях, когда необходим материал, имеющий высокие показатели износостойкости и жаропрочности или высокое сопротивление размагничиванию.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Кобальт

Кобальт — химический элемент с атомным номером 27. Принадлежит к 9-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к побочной подгруппе VIII группы, или к группе VIIIB), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 58,933194(4) а. е. м. . Обозначается символом Co (от лат. Cobaltum ). Простое вещество кобальт — серебристо-белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α -Co с гексагональной плотноупакованной решёткой, β -Co с кубической гранецентрированной решёткой, температура перехода α↔β 427 °C.

Содержание

• 1 Происхождение названия
• 2 История
• 3 Нахождение в природе
  • 3.1 Месторождения
  • 3.2 Получение
  • 3.3 Стоимость металлического кобальта
  • 4.1 Изотопы
  • 5.1 Оксиды
  • 5.2 Другие соединения
  • 7.1 Токсикология

  
  

  Происхождение названия

  Название «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. В этом происхождение названия кобальта схоже с происхождением названия никеля.

  В 1735 году шведский минералог Георг Брандт 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.

  История

  Соединения кобальта известны человеку с глубокой древности. Синие кобальтовые стёкла, эмали, краски находят в гробницах Древнего Египта. Так, в гробнице Тутанхамона нашли много осколков синего кобальтового стекла; неизвестно, было ли приготовление стёкол и красок сознательным или случайным.

  Первое приготовление синих красок относится к 1800 году.

  Массовая доля кобальта в земной коре 4⋅10 −3 %.

  Кобальт входит в состав минералов: каролит CuCo₂S₄, линнеит Co₃S₄, кобальтин CoAsS, сферокобальтит CoCO₃, смальтин CoAs₂, скуттерудит (Co, Ni)As₃ и других. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов. Кобальту сопутствуют мышьяк, железо, никель, хром, марганец и медь.

  Содержание в морской воде приблизительно (1,7)⋅10 −10 %.

  Месторождения

  Также есть богатые месторождения в Демократической Республике Конго (6 млн т.), Австралии (1 млн т.), Кубе (500 тыс. т.), Филиппинах (290 тыс. т.), Канаде (270 тыс. т.), Замбии (270 тыс. т.), России (250 тыс. т.), а также в США, Франции и Казахстане.

  Получение

  Кобальт получают в основном из никелевых руд, обрабатывая их растворами серной кислоты или аммиака. Также используются методы пирометаллургии.

  Для отделения от близкого по свойствам никеля используется хлор, хлорат кобальта(II) (Co(ClO₃)₂) выпадает в осадок, а соединения никеля остаются в растворе.

  Стоимость металлического кобальта

  Из-за политической ситуации в бассейне реки Конго в конце 1970-х годов цена на кобальт за год поднялась на 2000 %.

  На 15 января 2018 года стоимость кобальта на мировом рынке, по данным London Metal Exchange, составляет 75 000 долл./т.

  Физические свойства

  Кобальт — твёрдый 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 (решётка кубическая гранецентрированная). Кобальт — ферромагнетик, точка Кюри 1121 °C. Желтоватый оттенок ему придаёт тонкий слой оксидов.

  Изотопы

  Кобальт имеет только один стабильный изотоп — 59 Co (изотопная распространённость 100%). Известны ещё 22 радиоактивных изотопа кобальта. Искусственный изотоп кобальт-60 широко применяется как источник жесткого гамма-излучения для стерилизации, в медицине в гамма-ножах, гамма-дефектоскопии и т. п.

  Оксиды

  • На воздухе кобальт окисляется при температуре выше 300 °C.
  • Устойчивый при комнатной температуре оксид кобальта представляет собой сложный оксид Co₃O₄, имеющий структуру шпинели, в кристаллической структуре которого одна часть узлов занята ионами Co 2+ , а другая — ионами Co 3+ ; разлагается с образованием CoO при температуре выше 900 °C.
  • При высоких температурах можно получить α -форму или β -форму оксида CoO.
  • Все оксиды кобальта восстанавливаются водородом:
  • Оксид кобальта(III) можно получить, прокаливая соединения кобальта (II), например:

  Другие соединения

  • При нагревании кобальт реагирует с галогенами, причём соединения кобальта (III) образуются только с фтором.
  • С серой кобальт образует 2 различных модификации CoS. Серебристо-серую α-форму (при сплавлении порошков) и чёрную β-форму (выпадает в осадок из растворов).
  • При нагревании CoS в атмосфере сероводорода получается сложный сульфид Co₉S₈.
  • 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 путём синтезированы два стехиометрических гидрида кобальта CoH₂ и CoH.
  • Растворы солей кобальта CoSO₄, CoCl₂, Со(NO₃)₂ придают воде бледно-розовую окраску, поскольку в водных растворах ион Co 2+ существует в виде аквакомплексов [Co(H₂O)₆] 2+ розового цвета. Растворы солей кобальта в спиртах тёмно-синие. Многие соли кобальта нерастворимы.
  • Кобальт образует комплексные соединения. В степени окисления +2 кобальт образует лабильные комплексы, в то время как в степени окисления +3 — очень инертные. Это приводит к тому, что комплексные соединения кобальта(III) практически невозможно получить путём непосредственного обмена лигандов, поскольку такие процессы идут чрезвычайно медленно. Наиболее известны аминокомплексы кобальта.

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

  • Также кобальт образует комплексы с CN − , NO₂ − и многими другими лигандами. Комплексный анион гексанитрокобальтат [Co(NO₂)₆] 3− образует нерастворимый осадок с катионами калия, что используется в качественном анализе.
  • Специальные сплавы и стали — главное применение кобальта.
    • Легирование стали кобальтом повышает её твердость, износо- и жаростойкость. Из кобальтовых сталей создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и т. п.
    • Сплавы кобальта и хрома получили собственное название стеллит. Они обладают высокой твёрдостью и износостойкостью. Также благодаря коррозионной стойкости и биологической нейтральности некоторые стеллиты применяются в протезировании
    • Некоторые сплавы кобальта, например, с самарием или эрбием, проявляют высокую остаточную намагниченность, то есть они пригодны для изготовления мощных жаростойких постоянных магнитов (см. Самариево-кобальтовый магнит. Также в качестве магнитов используют сплавы на основе железа и алюминия с кобальтом, например альнико.
    • Кобальт применяется при изготовлении химически стойких сплавов.

    Кобальт — один из микроэлементов, жизненно важных организму. Он входит в состав витамина B₁₂ (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 тела. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз.

    Токсикология

    
    
    

    Кобальт и его соединения токсичны. Известны также соединения, обладающие канцерогенным и мутагенным действием (например, сульфат).

    В 1960-х годах соли кобальта использовались некоторыми пивоваренными компаниями для стабилизации пены. Регулярно выпивавшие более четырёх литров пива в день получали серьёзные побочные эффекты на сердце, и, в отдельных случаях, это приводило к смерти. Известные случаи т. н. кобальтовой кардиомиопатии в связи с употреблением пива происходили с 1964 по 1966 годы в Омахе (штат Небраска), Квебеке (Канада), Левене (Бельгия), и Миннеаполисе (штат Миннесота). С тех пор его использование в пивоварении прекращено и в настоящее время является незаконным.

    Токсическая доза (LD50 для крыс) — 50 мг.

    Особенно токсичны пары октакарбонила кобальта Co₂(СО)₈.

    • Кобальт (Co)
    • Алюминат кобальта II (Co[Al₂O₄]) Метаалюминат кобальта
    • Амид кобальта III (Co(NH₂)₃) Амид кобальта
    • Арсенат кобальта II (Co₃(AsO₄)₂) Кобальт мышьяковокислый
    • Арсениды кобальта
    • Ацетат кобальта II (C₄H₆CoO₄) Кобальт уксуснокислый
    • Ацетат кобальта III (C₆H₉CoO₆) Уксуснокислый кобальт
    • Абиетат кобальта II (CoC₄₀H₅₈O₄) Кобальт абиетиновокислый
    • Бромат кобальта II (Co(BrO₃)₂) Кобальт бромноватокислый
    • Бромид кобальта II (CoBr₂) Кобальт бромистый
    • Вольфрамат кобальта II (CoWO₄) Кобальт вольфрамовокислый
    • Гексацианоферрат II кобальта (Co₂[Fe(CN)₆]) Гексацианоферриат кобальта
    • Гексацианоферрат III кобальта (Co₃[Fe(CN)₆]₂) Гексацианоферрат кобальта
    • Гидрид кобальта (CoH) Кобальт водородистый
    • Гидроксид кобальта II (Co(OH)₂) Гидроокись кобальта
    • Гидроксид кобальта III (Co(OH)₃) Кобальт гидроокись
    • Дигидрид кобальта (CoH₂) Водородистый кобальт
    • Диселенид кобальта II (CoSe₂) Селенистый кобальт
    • Дисилицид кобальта (CoSi₂) Кремнистый кобальт
    • Дистаннид кобальта (CoSn₂)
    • Дисульфид кобальта II (CoS₂) Сернистый кобальт
    • Дителлурид кобальта II (CoTe₂)
    • Йодат кобальта II (Co(IO₃)₂) Кобальт йодноватокислый
    • Йодид кобальта II (CoI₂) Кобальт йодистый
    • Карбонат кобальта II (CoCO₃) Кобальт углекислый
    • Карбонат кобальта III (Co₂(CO₃)₃) Углекислый кобальт
    • Линолеат кобальта II (CoC₃₆H₆₂O₄) Кобальт линолевокислый
    • Метаванадат кобальта II (Co(VO₃)₂) Кобальт ванадиевокислый
    • Метагидроксид кобальта (CoO(OH)) Гидроксооксид кобальта III
    • Метатитанат кобальта II (CoTiO₃) Кобальт титановокислый мета
    • Молибдат кобальта II (CoMoO₄) Кобальт молибденовокислый
    • Нитриды кобальта
    • Нитрат кобальта II (Co(NO₃)₂) Кобальт азотнокислый
    • Нитрат кобальта III (Co(NO₃)₃) Азотнокислый кобальт
    • Нитрит кобальта II (Co(NO₂)₂) Кобальт азотистокислый
    • Оксалат кобальта II (CoC₂O₄) Кобальт щавелевокислый
    • Оксид кобальта II (CoO) Окись кобальта
    • Оксид кобальта II,III (Co₃O₄)
    • Оксид кобальта III (Co₂O₃)
    • Оксид кобальта IV (CoO₂•H₂O) Гидрат окисла кобальта
    • Олеат кобальта II (Co(C₁₈H₃₃O₂)₂) Кобальт олеиновокислый
    • Пальмитат кобальта II (CoC₃₂H₆₂O₄) Кобальт пальмитиновокислый
    • Перренат кобальта II (Co(ReO₄)₂) Кобальт рениевокислый
    • Перхлорат кобальта II (Co(ClO₄)₂) Кобальт хлорнокислый
    • Пропионат кобальта II (Co(C₂H₅COO)₂) Кобальт пропионовокислый
    • Селенат кобальта II (CoSeO₄) Кобальт селеновокислый
    • Селенид кобальта II (CoSe) Кобальт селенистый
    • Селенит кобальта II (CoSeO₃) Кобальт селенистокислый
    • Силикат кобальта II (Co₂SiO₄) Кобальт кремнекислый
    • Силицид кобальта (CoSi) Кобальт кремнистый
    • Станнат кобальта II (Co₂SnO₄) Кобальт оловяннокислый
    • Станнид кобальта (CoSn)
    • Стеарат кобальта II (CoC₃₆H₇₀O₄) Кобальт стеариновокислый
    • Сульфат кобальта II (CoSO₄) Кобальт сернокислый
    • Сульфат кобальта III (Co₂(SO₄)₃) Сернокислый кобальт
    • Сульфат кобальта II-дикалия (K₂[Co(SO₄)₂]) Сернокислые кобальт-калий
    • Сульфид кобальта
    • Сульфид кобальта II (CoS) Кобальт сернистый
    • Сульфит кобальта II (CoSO₃) Кобальт сернистокислый
    • Сульфид кобальта II,III (Co₃S₄)
    • Сульфид кобальта III (Co₂S₃)
    • Теллурид кобальта II (CoTe) Кобальт теллуристый
    • Тенарова синь ((Co II Al₂)O₄) Кобальтовая синь
    • Тетрацианоаурат III кобальта II (Сo[Au(CN₄)]₂)
    • Тиоцианат кобальта II (Co(SCN)₂) Кобальт роданистый
    • Феррит кобальта II (CoFe₂O₄)
    • Формиат кобальта II (Co(HCOO)₂) Кобальт муравьинокислый
    • Фосфат кобальта II (Co₃(PO₄)₂) Кобальт фосфорнокислый
    • Фосфиды кобальта
    • Фторид кобальта II (CoF₂) Дифторид кобальта
    • Фторид кобальта III (CoF₃) Трифторид кобальта
    • Хлорат кобальта II (Co(ClO₃)₂) Кобальт хлорноватокислый
    • Хлорид кобальта
    • Хромат кобальта II (CoCrO₄) Кобальт хромовокислый
    • Хромит кобальта II (CoCr₂O₄) Оксохромат кобальта
    • Хлорид кобальта II (CoCl₂) Кобальт хлористый
    • Хлорид кобальта III (CoCl₃) Хлористый кобальт
    • Цитрат кобальта II (Co₃(C₆H₅O₇)₂) Кобальт лимоннокислый
    • Цианид кобальта II (Co(CN)₂) Кобальт цианистый
    • Цианид кобальта III (Co(CN)₃) Цианистый кобальт
    • Цинкат кобальта II (CoZnO₂) Кобальт циркониевокислый (Турецкая зелень, зелень Ринмана)

    Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
    Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H₂,
    W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

    Кобальт – чем интересен и где используется металл

    Название этого элемента восходит к немецким сказкам. Его свойства оценили производители особо прочных сталей и декораторы.

    
    

    Что представляет собой

    Кобальт – это сверкающий сизовато-серый металл. Покрывается оксидной пленкой на воздухе, становясь желтоватым. Плотный, твердый, вязкий.

    По классификации его относят к металлам «тяжелой» группы.

    Международное обозначение – Co.

    Как был открыт

    У химического элемента и термина «кобальт» интересная, даже мистическая, аура.

    
    

    Элементарный кобальт

    Наука

    Официальная история открытия начинается со Швеции первой трети 18 века. Ученый Георг Брандт вычленил из руды серый с розоватостью металл, окрестив его кобольдом (кобальтом).

    Заодно убедился, что синий цвет стекломассы – заслуга именно этого элемента.

    Древний мир

    Хотя о таком свойстве металла кобальт знали еще жители Древнего Египта, Месопотамии и Вавилона. Они наловчились окрашивать минералы: изготовление «бирюзы», «сапфиров» процветало.

    Кобальтовое стекло найдено в гробницах египетских фараонов и ассирийской знати.

    Почти промышленного уровня достигла эта технология в Китае. С 7 века здесь совершенствуется декорирование фарфора такими красками.

    Европейский фольклор

    Происхождение названия металла имеет немецкие корни. Кобольдами называют персонажей немецкого фольклора – жителей подземелий, коварных карликов-гномов. Они якобы постоянно строили козни саксонским рудокопам.

    Руда, принимаемая за серебряную, не всегда оказывалась таковой после выплавки. К тому же процесс получения сопровождался выбросом ядовитых паров, которыми травились люди. Всю вину перекладывали на гномов.

    Такую руду, «серебряную обманку», именовали кобольдом.

    Минералоги предполагают, что в виду имелись кобальтовые минералы с мышьяком в составе либо сульфиды металла.

    Первые в Европе кобальтовые красители изготовили в 1800 году.

    Самородный металл кобальт на планете не встречается. Форма нахождения в природе – руда либо минералы.

    
    

    Их три десятка: каролит, кобальтин, смальтит, сферокобальтит, другие.

    Массовое содержание металла кобальт в земной коре – 4х10-3%. Морская вода беднее на семь порядков (в 10 миллионов раз).

    Физико-химические характеристики

    Важные для человека физические свойства металла – высокая температура плавления, кипения, плотность, твердость, препятствование размагничиванию.

    Благодаря им изделия из металлического кобальта отличают достоинства:

    • жаропрочность;
    • износостойкость;
    • стабильность магнетизма.

    Такие характеристики сохраняются в условиях повышенных температур и перегрузок.

    При обычной температуре на воздухе химические свойства металла не проявляются.

    Для окисления требуется более 300°C, для разложения до оксида – значение втрое больше. При высоких температурах взаимодействует почти со всеми группами химических элементов.

    Месторождения, добыча

    Количество месторождений руд на планете исчисляется единицами.

    Три пятых мировых запасов сырья (6 млн. тонн) приходится на одну страну мира – Конго. Государство располагается в Центральной Африке.

    Другие страны с богатыми резервами (тыс. тонн):

    • Австралия – 1000;
    • Куба – 500;
    • Филиппины – 290;
    • Замбия, Канада – по 270;
    • Россия – 250.

    Беднее залежи у Франции, Казахстана, США.

    Добыча ведется карьерным способом.

    Технология получения

    Металл извлекают из руды, преимущественно никелевой. На нее воздействуют растворенным аммиаком либо серной кислотой.

    Применяется электролиз и дополнительное рафинирование (для получения более чистого продукта).

    Номенклатура марок металла

    Металлургическая промышленность выпускает два вида продуктов из сырья – катодный металлический кобальт и порошок. Из них получают разные марки кобальта (стали).

    Кобальт металлический

    Идет на марки стали К0, К1, К1А, К1Ау. Из сырья выплавляют слитки, прокатывают листы для нужд химической, электротехнической промышленности.

    
    

    Слитки и чушки кобальтовые К1АУ

    Содержание Co колеблется от 99,98% (для К0) до 98,3% для К2.

    Кобальт порошковый

    Исходник для стали марки ПК-1у. Металлический продукт содержит как минимум 99,35% Co. Это порошковая масса, сформированная методом электролиза. Из нее делают аккумуляторы, гальванопокрытия, катализаторы, присадки.

    
    

    Кобальт порошковый

    Основные производители продукции из кобальта в России – «Норильский никель» и «Кольская ГМК».

    Как используется

    Применение кобальта незаменимо в суровых условиях: запредельные механические нагрузки, аномально высокие температуры, угроза размагничивания.

    Почти весь продукт забирает промышленный комплекс. Слитки, пластины, проволока, порошок выпускаются из чистого металла, сплавов и соединений.

    Сплавы

    Металл добавляют к сплавам, чтобы сделать тверже. Для этого металлический порошок кобальта спекают с карбидами титана либо вольфрама.

    Ассортимент из сплавов широк:

    • Режущий инструментарий (резцы, сверла). Деталь сохраняет кондиции, служит в 5-8 раз дольше.
    • Сердечники электротехнических механизмов (моторов, трансформаторов, других).
    • Сочетания «кобальт + самарий (либо эрбий)», «кобальт + железо + алюминий» – основа жаростойких постоянных магнитов высокой мощности.
    • Кобальтом как элементом жаропрочных сплавов вытесняется традиционный никель. Это новый материал турбин, авиационных, ракетных двигателей.
    • На особом счету сплав металла кобальт с хромом (стеллит). Его отличает биологическая нейтральность плюс коррозионная стойкость. Используется для протезирования.

    Новейшие направления использования кобальта – электроника и радиотехника. Из металла и сплавов получают компоненты печатных плат для квантовых генераторов и усилителей.

    Металл

    Металлический порошок кобальта добавляют к сталям для повышения жаропрочности, твердости, других кондиций.

    Соединения

    Соединения металла обеспечивают премиальные характеристики продукции из них:

    • Кобальтат лития – положительный электрод аккумуляторов.
    • Силицид кобальта – основа электрических термогенераторов с высоким КПД.

    Самое красивое применение Co-соединений – бытовой стеклянный ассортимент. Мелкая пластика, вазы, конфетницы, фужеры, фруктовницы великолепны.

    Синий цвет, создаваемый добавкой порошка металла к расплавленной стекломассе, так и назвали – кобальтовым.

    Другие формы

    Изотоп металла искусственного происхождения кобальт-60 востребован как источник γ-излучения (гамма-нож, гамма-дефектоскопия, стерилизация).

    Значение для человека

    Металл кобальт – один из критически важных для человека микроэлементов.

    Жизненные процессы

    Он задействован в ряде процессов организма:

    • Синтез аминокислот, ДНК.
    • Расщепление белков, жиров, углеводов.
    • Стимуляция, рост количества и развитие компонентов крови эритроцитов.
    • Поддержание работы поджелудочной железы.

    Им регулируется уровень адреналина.

    Кобальт поддерживает метаболизм, процесс кроветворения.

    Питание

    Источник поступления микроэлемента в организм – продукты питания.

    • Печень: говяжья, баранья, тресковая.
    • Манная крупа.
    • Молоко.
    • Сыры твердых сортов.
    • Жирная рыба, морепродукты.
    • Бобовые (фасоль, горошек), свекла, капуста, земляника.

    Симптомы дефицита

    Человеку средней комплекции необходимо 0,39 – 0,76 мг вещества ежесуточно.

    О дефиците сигнализируют следующие факторы:

    • Сбои в работе эндокринной системы.
    • Болезни органов кровообращения.

    Усваивать кобальт мешают хронические заболевания ЖКТ (гастрит, язва двенадцатиперстной кишки).

    Предостережение

    О том, что кобальт и его соединения токсичны, рудокопы Саксонии знали еще пятьсот лет назад.

    Наука это подтвердила, уточнив список. Канцерогенами и мутагенами признаны сульфаты металла.

    Тем не менее, полвека назад некоторые пивовары использовали соли металла, чтобы плотная пена подольше «украшала» поверхность напитка в кружке. Фанаты пива получали проблемы с сердцем, иногда умирали. Подобные случаи фиксировались в Бельгии, США, Канаде. С тех пор применение таких ингредиентов официально запрещено. Другой вопрос – выполняется ли запрет.

    Предельно допустимое содержание кобальта в питьевой воде – 0,01 мг на литр, пыли в воздухе – 0,51 мг на кубометр.

    Смертельная доза, проверенная на крысах, – 50 мг.

    Особо токсичны пары октакарбонила.

    Единственный недостаток металла – дороговизна. Цену определяет ситуация на мировых рынках плюс обстановка в центре Африканского континента.

    В 2021 году на Лондонской бирже металлов тонну кобальта торговали по $37 600. Всего на треть меньше, чем три года назад.

    В 1970-х годах, когда в Африке было неспокойно, стоимость металла за пару лет взлетала в 20 раз.

    Читайте также:

      
    • Металлический каркас под фундамент
      
    • Ук рф драгоценные металлы
      
    • Лом цветных и черных металлов оквэд
      
    • Металлические двери 0 8 мм
      
    • Фурнитура для ремней металлическая