En vanlig person som ikke er assosiert med kjemi og medisin, har som regel en vag idé om kobolts betydning for liv og helse. En annen grunn til at vi synes det er vanskelig å forklare hva kobolt er, er den knappe utbredelsen i naturen. Bare 0,004% - dette er innholdet i jordskorpen. Imidlertid brukes metallet og dets forbindelser aktivt i metallurgi, landbruk og medisin. I artikkelen vår vil vi utvide vår forståelse av kobolts rolle i industrien, samt dvele ved dets funksjoner i menneskekroppen.
Plasser for et grunnstoff i det periodiske system
Hvilken plass inntar kobolt i det periodiske systemet? Egenskapene til kjemiske elementer, inkludert metallet vi vurderer, avhenger av deres plassering i tabellen til D. I. Mendeleev. Den er plassert i gruppe VIII b (i den korte formen av tabellen - i jerntriaden til gruppe VIII). Som jern og nikkel, i sitt atom på det siste energinivået erto elektroner, som indikerer at metallet tilhører d-elementer og bestemmer dets hovedegenskaper. Metallet har to valenser - II og III. Det er også preget av fenomenet allotropi, metallmodifikasjoner kan ha en kubisk eller sekskantet struktur.
Hva er kobolt?
Hva er de fysiske egenskapene til elementet? Utseendemessig er det et metall med høy hardhet og magnetiske egenskaper. Sølvaktig glans, formbarhet og termisk stabilitet er noen av de fysiske egenskapene til elementet, som også er iboende i dets to andre naboer i det periodiske systemet - nikkel og jern. Verken oksygen eller vann virker på kobolt ved vanlige temperaturer. Dets forbindelser, som sm alt, har lenge vært kjent som stoffer som brukes til å produsere blåm alt glass og fargekeramikk.
Kobolt er et typisk metall som i kjemiske egenskaper ligner jern. Hva er egenskapene til oksider, baser og s alter?
Forbindelser av toverdig og treverdig kobolt
Evnen til å danne komplekse s alter er hovedtrekket til Co(III)-atomer. Disse stoffene er ustabile, koordinasjonstallet for kobolt i dem er alltid lik seks. De har høy oksidasjonsevne. Middels s alter, f.eks. CoCL3 eller Co2(SO4)3 forvandles lett til s alter, der kobolt allerede er et toverdig metall. Dens vannfrie forbindelser har en blå farge, og krystallinske hydrater og løsninger -rosa. I motsetning til andre baser, danner trivalent kobolthydroksid, når det interagerer med s altsyre, ikke s alt og vann, men frigjør fritt klor fra det. Basen til det toverdige metallet i form av et blått bunnfall oppnås ved direkte reaksjon av det tilsvarende s altet med et alkali. La oss gi en beskrivelse av egenskapene til kobolt, som er en del av de faste løsningene av metaller i hverandre - legeringer.
Det gir materialet eksepsjonelle tekniske parametere for høy temperaturbestandighet, hardhet, slitasje og korrosjonsbestandighet. Legeringer som inneholder kobolt brukes i forsvarsindustrien, rakettvitenskap og i lukket sløyfekjemi. Ved produksjon av verktøykvaliteter av stål, materialer med magnetiske egenskaper, brukes kobolt også som legeringsadditiv. Egenskapene til disse jernlegeringene er svært forskjellige fra konvensjonelle rustfrie stål som bare inneholder krom eller nikkel.
Bruk av kobolt i ingeniørfag
Omtrent en tredjedel av alt metall som produseres i verden går til produksjon av cermets – kunstige komposittmaterialer. Wolframkarbid fungerer som en solid base i dem, og kobolt fungerer som en bindende og fikserende komponent. Det er også et strategisk råstoff for produksjon av motorturbiner i flyindustrien.
I sin rene form brukes metallet praktisk t alt ikke, men bruken av kobolt i blanding med andre grunnstoffer (jern, kobber, wolfram og krom) er utbredt i div.næringer. Stellite-legeringen, som inneholder opptil 60 % kobolt, kjennetegnes ved økt varmebestandighet og hardhet; det er et uunnværlig materiale for fremstilling av kuttere og bor i verktøyproduksjon. Legeringselementer som wolfram og molybden forbedrer ytelsen. Vitalium-legering, som har høy motstand mot plastisk deformasjon, inneholder også kobolt. Karakteristikken av egenskapene til forbindelsen er som følger: varmebestandig og syrebestandig, den brukes til fremstilling av kjemisk utstyr: syntesekolonner, destillasjonsapparat. Legeringers rolle i å motvirke ulike typer korrosjon er stor, for eksempel deler og mekanismer laget av stellitt motstår ødeleggelse under oscillerende og gnidebevegelser av mekaniske overflater i forbrenningsmotorer.
Metoder for å skaffe kobolt
Ulike sektorer av økonomien krever bruk av materialer som inneholder kobolt. Dette bidrar til en økning i utvinningen av malm og mineraler, nemlig: koboltkrydder og glans. Sammensetningen av disse bergartene inkluderer også arsen, som tvinger bruk av økte sikkerhetstiltak i prosessene med metallsmelting. Hovedmetoden for å oppnå kobolt er pyrometallurgi, og metoden for å behandle malmen med sulfatsyre brukes også. De mest lovende er forekomster av silikatoksidmalm, pyritt og pentlanditt i Kina, Russland (på Kolahalvøya, i Republikken Tuva og Krasnoyarsk-territoriet), samt i Canada.
Bruken av metall i landbruket ogmedisin
Enkelte viktige egenskaper til sporstoffet kobolt bidrar til at det brukes, for eksempel i planteproduksjon for å øke den vegetative massen til planter. I alfalfa, lupin, kløver og andre verdifulle fôrgress fra belgfruktfamilien er det inkludert i de enzymatiske reaksjonene ved nitrogenfiksering, som oppstår ved hjelp av knutebakterier. Mangelen på et mikroelement manifesteres av slike symptomer som misfarging av bladblader og deres tap av evnen til fotosyntese, bremse vekstprosesser og forstyrrelse av hele planteutviklingssyklusen. Overdreven innhold av kobolt er mulig på grunn av brudd på normene for innføring av mikrogjødsel. Siden forbindelsene er svært løselige i vann, kommer de umiddelbart inn i xylemet og gjennom de ledende elementene (vaskulære-fibrøse bunter) kommer de inn i bladets mesofyll, noe som forårsaker misfarging og visner. Kornavlinger er mest følsomme for et overskudd av et mikroelement: havre, bygg, ris.
Biokjemi om rollen til koboltforbindelser
Biologien som studerer levende stoffer på molekylært og cellenivå har etablert den viktige funksjonen til dette kjemiske elementet. Det er en del av ikke-proteindelen av biologisk aktive stoffer - enzymer og hormoner. For eksempel finnes kobolt i menneskekroppen i tyroksinmolekyler produsert av skjoldbruskkjertelen og kontrollerer metabolske prosesser. Et annet viktig hormon som regulerer blodsukkernivået er insulin. Det skilles ut av β-cellene til øyene i Langerhans i bukspyttkjertelen og inneholder også koboltforbindelser. Utilstrekkelig forsyningelement i menneskelige celler og organer er observert under overgangen fra blandet ernæring til vegetarisme, med helminthic invasjoner og sykdommer i fordøyelsessystemet. Som du kan se, er kobolt et sporstoff som alvorlig påvirker nivået av homeostase i menneskekroppen.
Betydningen av et kjemisk element i stoffskiftet
Hematopoiesis, utført av den røde benmargen, skjer med deltakelse av koboltholdige stoffer - aktivatorer av de tilsvarende enzymene. Et av de viktigste B-vitaminene - cyanokobolamin (B12), som deltar i dannelsen av røde blodlegemer i de hematopoietiske organene, beskytter kroppen mot anemi. Riktig og balansert ernæring, som inneholder lever, biff, sjømat, tørkede aprikoser, rødbeter, vil gi det nødvendige nivået av kobolt i menneskekroppen (ca. 40 mg per dag) og beskytte den mot sykdommer i immunsystemet, kardiovaskulære og endokrine systemene.
