Taula

Generalitats

Propietats

Isòtops

Reactivitat

Obtenció, Usos i Toxicitat

 

Català

Español

English

Français

Símbol:

Co

Nombre atòmic: 27

Cobalt

Cobalto

Cobalt

Cobalt

Grup: 9

Període: 4

Família: metalls de transició

Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2

 

 

 

 

Generalitats

Descobridor/s: George Brandt

Nacionalitat: Suècia

Any: 1735

Origen del nom: prové de la paraula alemanya “ kobald” que vol dir  follet o esperit dolent.

Una mica d’història: Minerals que contenien cobalt ja s’utilitzaven en les civilitzacions d’Egipte i Mesopotàmica per acolorir el vidre de blau fosc. També en el segle XVI alguns compostos de cobalt eren usats per a donar color blau al vidre, però no va ser aïllat fins a que en 1735 quan el  químic suec George Brandt (1.694-1.768) ho va preparar a partir de l'arseniur.

Estat natural: Normalment es presenta associat al níquel en minerals com esmaltina (CoAs2), cobaltina (CoAsS) i eritrita o flor de cobalt (Co(AsO4) · 8H2O).

Els seus jaciments principals estan a Zaire, Zàmbia, Canadà, Congo, Austràlia i Marroc.

Els meteorits sovint contenen cobalt.

Estructura cristal·lina:

 

Sistema hexagonal

 

a ≠ b

Abundància a l’ésser humà: 20 ppb (parts per bilió) en pes

 

Abundància a la Terra: ocupa el 30è lloc en la classificació dels elements més abundants en l’escorça terrestre.

Abundància al Sistema Solar: 3000 ppb (parts per bilió) en pes.

 


 

 

 

 

 

Propietats

Físiques

Massa atòmica (u)

Densitat (kg/m3)

Duresa (escala de Mohs)

Volum atòmic (cm3/mol)

58,9332

8900

5,0

6,7

Tèrmiques

Estat d’agregació

a 298 K

Punt de fusió (K)

Punt d’ebullició (K)

 

sòlid

1768

3143

 

Radis

Radi atòmic (Å)

Radi iònic (Å)

Radi covalent (Å)

 

1,25

0,74 (Co+2)
  0,63 (Co+3)

1,16

 

Ionització

Afinitat electrònica (KJ/mol)

1a energia ionització (KJ/mol)

2a energia ionització (KJ/mol)

3a energia ionització (KJ/mol)

Estats d’oxidació

63,9

758,4

1646

3232,2

-1, +1, +2, +3  +4, +5

Elèctriques

Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)-1

Electròniques

Electronegativitat (Pauling)

Polaritzabilitat (Å3)

 

160,3

1,88

7,5

 

Termodinàmiques

Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)

Calor de fusió (KJ/mol)

Calor de vaporització (KJ/mol)

Calor específica

(J/kg K)

Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)

425,0

15,2

381,0

413,82

100,00

Altres

Potencial normal de reducció (v)

Caràcter metàl·lic

Precaucions: El cobalt metàl·lic en pols finament dividit és inflamable. Els compostos de cobalt en general han de manipular-se amb precaució per la lleugera toxicitat del metall.

El Co-60 és radioactiu i l'exposició a la seva radiació pot provocar càncer. La ingestió de Co-60 comporta l'acumulació d'alguna quantitat en els teixits, quantitat que s'elimina molt lentament. En una eventual confrontació nuclear, l'emissió de neutrons convertiria el ferro en Co-60 multiplicant els efectes de la radiació després de l'explosió i prolongant en el temps els efectes de la contaminació radioactiva; amb aquest propòsit es dissenyen algunes armes nuclears denominades bombes brutes (de l'anglès dirty bomb). En absència de guerra nuclear, el risc prové de la inadequada manipulació o manteniment de les unitats de radioteràpia.

 

- 0,28

Co2+/Co

 metall

Característiques:

 

És un sòlid blanc blavós, maleable, poc dúctil a temperatures normals però dúctil a temperatures altes. És un metall ferromagnétic, però deixa de ser-ho en el punt de Curie (1150ºC).

Les sals de cobalt acoloreixen el vidre amb un color blau fort molt bonic.

 

 

 

 

 

 

 

Isòtops

Isòtop

Protons

Neutrons

Símbol

Vida mitjana

Abundància(%)

Altres

Cobalt – 56

27

29

56Co

77,3 dies

0,00

Radioactiu

Cobalt – 57

27

30

57Co

271,8 dies

0,00

Radioactiu

Cobalt – 58

27

31

58Co

70,88 dies

0,00

Radioactiu

Cobalt – 59

27

32

59Co

estable

100

 

Cobalt – 60

27

33

60Co

5,271 anys

0,00

Radioactiu

Cobalt – 61

27

34

61Co

1,65 hores

0,00

Radioactiu

Cobalt - 62

27

35

62Co

13,9 minuts

0,00

Radioactiu

 

 

 

 

 

 

 

Reactivitat

Descripció

És bastant inert, però pot ser atacat per àcids forts com el sulfúric, el nítric i el clorhídric; amb el sulfúric diluit dóna solucions que contenen el ió aquós Co (II) juntament amb hidrogen gas. A la pràctica el io Co (II) és present com a complex (Co(OH2)6)2+:   Co (s) + H2SO4 (aq) à Co2+ (aq) + SO42- (aq) + H2 (g)

 En calent s’oxida en l'aire i dóna Co3O4. Si la reacció té lloc a 900ºC, el resultat és l’òxid de coblat (II), CoO:

3Co (s) + 4O2 (g) à 2Co3O4 (s)               2Co (s) + O2 (g) à 2CoO (s) 

No reacciona amb el nitroge.

Reacciona amb els halògens i dona halurs de cobalt (II):

Co (s) + Br2 (l) à CoBr2 (s) de color verd

Co (s) + Cl2 (l) à CoCl2 (s) de color blau

Co (s) + I2 (l) à CoI2 (s) de color blau fosc

Es combina directament amb el sofre.

Amb aire

Suau; amb calor à Co3O4               3Co (s) + 4O2 (g) à 2Co3O4 (s)

Amb H2O

No reacciona

Amb HCL  6M

 Suau; à H2 ; CoCl2

Amb HNO3 15M

Vigorosa; à Co(NO3)2 ; NOx

 

 

 

 

 

 

 

Obtenció

Industrialment s’obté normalment com a subproducte en la producció del coure, níquel o plom.

La preparació del cobalt és bastant complexa. Els minerals es redueixen a tetraòxid de tricobalt (Co3O4) que, al seu torn, es redueix amb hidrogen, carbó o per aluminotermia.

Normalment la mena es “rosteix” per a formar una mescla de metalls i òxids de metalls. El tractament amb àcid sulfúric exclou el coure metàl·lic com a residu i dissolt el cobalt, ferro i níquel com a sulfats. El ferro s’obté per precipitació amb calç, CaO, mentre que el cobalt s’obté com hidròxid per precipitació amb hipoclorit de sodi, NaClO:

2Co2+ (aq) + 2NaClO (aq) + 4OH- (aq) + H2O à 2Co(OH)3 (s) + 2NaCl (aq)

L’hidròxid s’escalfa per a formar l’òxid i llavors es redueix amb carboni per a formar el cobalt metall:

2Co(OH)3 + calor à Co2O3 + 3H2O             2Co2O3 +3C à Co + 3CO2

També es pot obtenir electrolitzant la dissolució de l'òxid de cobalt en àcid fòrmic.

Usos

Es fa servir principalment en aliatges. Un aliatge amb l'acer coneguda com acer de cobalt s'usa per a fer imants permanents.

Amb el carbur de wolfrani, el cobalt forma un material dur (Carboloy) usat per a tallar i elaborar acer. Aliatges tèrmicament molt resistents, anomenats superaliatges, que contenen cobalt es fan servir  en la indústria de motors i per a les turbines dels avions i vàlvules de motor.

El Co-60, amb una vida mitja de 5,27 anys, produeix una intensa radiació gamma i s'usa en la indústria i en teràpia amb radioisótops.

El cobalt s'usa també com secador en ceràmiques i pintures i com catalitzador.

Utilitzat també en galvanoplàstia a causa del seu aspecte, duresa i resistència a l’oxidació.

Les sals s’usen per la producció de brillants i permanents colors blaus en porcellana, vidre, ceràmica, rajoles i esmalts.

Toxicitat

Moderadament tòxic