Kobalt

27 Eisen ← Kobalt → Nickel - ↑ Co ↓ Rh Periodensystem - Erweitertes Periodensystem
Allgemein
Name , Symbol, Zahl	Kobalt, Co, 27
Chemische Reihe	Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block	9, 4, d
Aussehen	metallisch mit Graustich
Atommasse	58,933195 (5) g/mol
Elektronenkonfiguration	[ Mit ]3d 7 4s zwei
Elektronen pro Schale	2, 8, 15, 2
Physikalische Eigenschaften
Dichte (nahe RT)	8,90 g·cm −3
Flüssigkeitsdichte bei m.p.	7,75 g·cm −3
Schmelzpunkt	1768 K (1495 °C, 2723 °F)
Siedepunkt	3200K (2927 ° C, 5301 ° F)
Schmelzwärme	16,06 kJ·mol −1
Verdampfungswärme	377 kJ·mol −1
Wärmekapazität	(25 °C) 24,81 J·mol −1 ·K −1
P / Brunnen 1 10 100 1 k 10 k 100 k bei T /K 1790 1960 2165 2423 2755 3198
Atomare Eigenschaften
Kristallstruktur	sechseckig
Oxidationszustände	zwei , 3 ( amphoteres Oxid)
Elektronegativität	1,88 (Pauling-Skala)
Ionisationsenergien ( mehr)	1.: 760,4 kJ·mol −1
	2.: 1648 kJ·mol −1
	3.: 3232 kJ mol −1
Atomradius	135 Uhr
Atomradius (berechnet)	152 Uhr
Kovalenter Radius	126 Uhr
Sonstig-
Magnetische Bestellung	ferromagnetisch
Elektrischer widerstand	(20 °C) 62,4 nΩ·m
Wärmeleitfähigkeit	(300 K) 100 W·m −1 ·K −1
Wärmeausdehnung	(25°C) 13,0 μm·m −1 ·K −1
Schallgeschwindigkeit (dünner Stab)	(20 °C) 4720 m/s
Elastizitätsmodul	209 GPa
Schermodul	75 GPa
Bulk-Modul	180 GPa
QUERKONTRAKTIONSZAHL	0,31
Mohs-Härte	5.0
Vickers-Härte	1043 MPa
Brinellhärte	700 MPa
CAS-Registrierungsnummer	7440-48-4
Ausgewählte Isotope
iso DAS Halbwertszeit DM VON DP 56 Co seine 77,27 d e 4.566 56 Glaube 57 Co seine 271,79 d e 0,836 57 Glaube 58 Co seine 70.86 d e 2.307 58 Glaube 59 Co 100% Co ist stabil bei 32 Neutronen 60 Co seine 5,2714 Jahre b - 2.824 60 Im
Verweise

Kobalt (EINSCHLAG: /ˈkəʊbɒlt/ ) ist ein hartes, glänzendes Silbergrau Metall , a Chemisches Element mit symbol Co . Es kommt in verschiedenen Erzen vor und wird zur Herstellung von verwendet magnetisch , verschleißfeste und hochfeste Legierungen. Seine Verbindungen werden zur Herstellung von Tinten, Farben und Lacken verwendet.

Bemerkenswerte Eigenschaften

Kobalt ist ferromagnetisch mit der Ordnungszahl 27. Die Curie-Temperatur beträgt 1388 K mit 1,6 ~ 1,7 Bohr-Magnetonen pro Atom . Es wird häufig damit in Verbindung gebracht Nickel , und beide sind charakteristische Bestandteile von meteorischem Eisen. Säugetiere benötigen geringe Mengen an Kobalt Salze . Cobalt-60, ein künstlich hergestelltes radioaktives Isotop von Cobalt, ist ein wichtiger radioaktiver Tracer und Krebs -Behandlungsmittel. Kobalt hat eine relative Permeabilität, die zwei Drittel der von Eisen beträgt. Metallisches Kobalt weist üblicherweise eine Mischung aus zwei kristallographischen Strukturen hcp und fcc mit einer Übergangstemperatur hcp→fcc von 722 K auf.

Übliche Oxidationsstufen von Kobalt sind +2 und +3, obwohl auch +1 zu sehen ist.

Anwendungen

• Legierungen wie:
  • Superlegierungen für Teile in Gasturbinen Flugzeug Motoren.
  • Korrosion - und verschleißfeste Legierungen.
  • Schnellarbeitsstähle.
  • Hartmetalle (auch Hartmetalle genannt) und Diamant Werkzeug.
• Magnete und magnetische Aufzeichnungsmedien.
  • Alnico-Magnete.
• Katalysatoren für die Petroleum und chemische Industrie.
• Galvanik wegen seines Aussehens, seiner Härte und seiner Oxidationsbeständigkeit.
• Trocknungsmittel für Farben, Lacke und Tinten.
• Grundierungen für Porzellanemails.
• Pigmente (Kobaltblau und Kobaltgrün).

Kobaltblaues Glas

• Batterieelektroden.
• Radialreifen mit Stahlgürtel.
• Kobalt-60 hat mehrere Verwendungen als Gammastrahlenquelle:
  • Es wird in der Strahlentherapie eingesetzt.
  • Es wird bei der Strahlenbehandlung von Lebensmitteln zur Sterilisierung (Kaltpasteurisierung) verwendet.
  • Es wird in der industriellen Radiographie verwendet, um Strukturfehler in Metallteilen zu erkennen.

Co-60 ist teilweise als Gammastrahlenquelle nützlich, weil es – in bekannter Menge und in sehr großen Mengen – hergestellt werden kann, indem man einfach natürliches Kobalt aussetzt Neutronen in einem Reaktor für eine bestimmte Zeit.

Verwendung in der Medizin

Cobalt-60 (Co-60 bzw ⁶⁰ Co) ist ein radioaktives Metall, das in der Strahlentherapie verwendet wird. Es erzeugt zwei Gammastrahlen mit Energien von 1,17 MeV und 1,33 MeV. Das ⁶⁰ Die Co-Quelle hat einen Durchmesser von etwa 2 cm und erzeugt als Ergebnis a geometrisch Halbschatten, wodurch der Rand des Strahlungsfeldes unscharf wird. Das Metall hat die unglückliche Angewohnheit, einen feinen Staub zu erzeugen, der Probleme mit dem Strahlenschutz verursacht. Das ⁶⁰ Die Co-Quelle ist etwa 5 Jahre lang nützlich, aber selbst nach diesem Zeitpunkt ist sie immer noch sehr radioaktiv, und so sind Kobaltmaschinen in der westlichen Welt, wo Linearbeschleuniger üblich sind, in Ungnade gefallen.

Geschichte

Kobaltverbindungen werden seit Jahrhunderten verwendet, um ihnen eine satte blaue Farbe zu verleihen Glas , Glasuren und Keramik. Kobalt wurde in ägyptischen Skulpturen und persischem Schmuck aus dem dritten Jahrtausend v. Chr. in den Ruinen von entdeckt Pompeji (zerstört 79 n. Chr.) und in China aus der Tang-Dynastie (618–907 n. Chr.) und der Ming-Dynastie (1368–1644 n. Chr.).

Dem schwedischen Chemiker Georg Brandt (1694–1768) wird die Isolierung von Kobalt irgendwann zwischen 1730 und 1737 zugeschrieben. Er konnte zeigen, dass Kobalt die Quelle der blauen Farbe in Glas war, die zuvor dem zugeschrieben worden war Wismut mit Kobalt gefunden.

Im 19. Jahrhundert wurde Kobaltblau im norwegischen Blaafarveværket (70-80 % der Weltproduktion) unter der Leitung des preußischen Industriellen Benjamin Wegner hergestellt.

1938 entdeckten John Livingood und Glenn Seaborg Kobalt-60.

Das Wort Kobalt stammt aus dem Deutschen Kobalt , aus kobold bedeutet 'Kobold', ein Begriff, der von Bergleuten für das Kobalterz verwendet wurde, die es für wertlos hielten und feststellten, dass es giftig war und andere abgebauten Elemente verschmutzte und degradierte, hauptsächlich aufgrund der Arsen und Schwefel auch im Erz gefunden.

Biologische Rolle

Kobalt in kleinen Mengen ist für viele Menschen lebensnotwendig Organismen , einschließlich Menschen . 0,13 bis 0,30 mg/kg Kobalt im Boden verbessern die Gesundheit von Weidetieren deutlich. Kobalt ist ein zentraler Bestandteil der Vitamin Cobalamin oder Vitamin B-12.

Auftreten

Kobalterz

Kobalt kommt nicht als freies Metall vor und kommt im Allgemeinen in Form von Erzen vor. Kobalt wird in der Regel nicht allein abgebaut, sondern eher als Nebenprodukt produziert Nickel und Kupfer Bergbauaktivitäten. Die Haupterze von Kobalt sind Kobaltit, Erythrit, Glaukodot und Skutterudit. Die weltweit größten Produzenten von Kobalt sind die Demokratische Republik Kongo , das Volksrepublik China , Sambia , Russland und Australien . Es findet sich auch in Finnland , Aserbaidschan , und Kasachstan . Es wird auch in der Stadt Cobalt, Ontario, als Nebenprodukt von produziert Silber- Bergbau.

siehe auch Kategorie:Kobaltmineralien

Verbindungen

Es gibt eine Vielzahl von Kobaltverbindungen. Die Oxidationsstufen +2 und +3 sind am weitesten verbreitet, jedoch sind Kobalt(I)-Komplexe auch ziemlich häufig. Cobalt(II)-Salze bilden das rot-rosa [Co(OH _zwei ) ₆ ] ²⁺ Komplex in wässriger Lösung. Die Zugabe von überschüssigem Chlorid ändert auch die Farbe von rosa nach blau aufgrund der Bildung von [CoCl ₄ ] ^zwei- . Kobaltoxide sind bei niedriger Temperatur antiferromagnetisch: CoO (Neel-Temperatur 291 K) und Co ₃ Ö ₄ (Nadeltemperatur: 40 K).

siehe auch Kategorie:Kobaltverbindungen

Isotope

Natürlich vorkommendes Kobalt besteht aus 1 stabilen Isotop, ⁵⁹ Co. 22 Radioisotope wurden als die stabilsten charakterisiert ⁶⁰ Co mit einer Halbwertszeit von 5,2714 Jahren, ⁵⁷ Co mit einer Halbwertszeit von 271,79 Tagen, ⁵⁶ Co mit einer Halbwertszeit von 77,27 Tagen und ⁵⁸ Co mit einer Halbwertszeit von 70,86 Tagen. Alle verbleibenden radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 18 Stunden, und die meisten davon haben Halbwertszeiten von weniger als 1 Sekunde. Dieses Element hat auch 4 Metazustände, die alle Halbwertszeiten von weniger als 15 Minuten haben.

Die Isotope von Kobalt haben ein Atomgewicht von 50 amu ( ^fünfzig Was) ist 73 amu ( ⁷³ Co). Der primäre Zerfallsmodus vor dem am häufigsten vorkommenden stabilen Isotop, ⁵⁹ Co ist Elektroneneinfang und der primäre Modus danach ist Beta-Zerfall. Die primären Zerfallsprodukte vor ⁵⁹ Co sind Element 26 ( Eisen ) Isotope und die Primärprodukte danach sind Element 28 ( Nickel ) Isotope.

Vorsichtsmaßnahmen

Pulverförmiges Kobalt in Metallform ist brandgefährlich. Kobaltverbindungen sollten wegen der leichten Toxizität von Kobalt mit Vorsicht gehandhabt werden.

⁶⁰ Co ist ein starker Gammastrahlen-Emitter und die Exposition gegenüber ihm ist daher ein Krebsrisiko. Einnahme von ⁶⁰ Co führt zur Aufnahme von etwas Cobalt in das Gewebe, das sehr langsam freigesetzt wird. ⁶⁰ Co ist ein Risikofaktor in einer nuklearen Konfrontation, da Neutronenemissionen umgewandelt werden ⁵⁹ Co in dieses Isotop. Einige Nuklearwaffendesigns könnten die Menge absichtlich erhöhen ⁶⁰ Co dispergiert als nuklearer Fallout – dies wird manchmal als schmutzige Bombe oder Kobaltbombe bezeichnet, die einst von einem führenden Wissenschaftler als in der Lage vorhergesagt wurde, alles Leben auf der Erde auszulöschen. Das Risiko in Abwesenheit eines Atomkriegs ergibt sich aus unsachgemäßer Handhabung (oder Diebstahl) medizinischer strahlentherapeutischer Einheiten. Trotzdem emittiert die Gammastrahlung aus ⁶⁰ Co wird verwendet, um Bakterien auf Obst und Gemüse abzutöten und so deren Haltbarkeit zu erhöhen. Dieser Vorgang wird als Bestrahlung bezeichnet.