تبلیغات
شیمی - عنصر کبالت Cobalt
دوشنبه 10 بهمن 1390

عنصر کبالت Cobalt

   نوشته شده توسط: رامتین اسحاق زاده    نوع مطلب :عناصر ،

کبالت عنصر فلزی سخت ، براق و شکننده به رنگ سفید- نقره ای است . این عنصردر سال1737 توسط دانشمند سوئدی George Brandt کشف گردید . این عنصراز لحاظ خواص فیزیکی شبیه به نیکل و آهن می باشد ازنظر شیمیایی عنصری فعال است. این عنصر به ندرت به صورت غیر ترکیبی در طبیعت یافت می شود. اما غالباً به صورت فلز درخشان یافت می شود. این عنصر یکی از اجزاء سازنده سنگهای معدنی کبالتیت و سایر کانی های دیگر می باشد . فلز کبالت خالص از طریق احیاء ترکیباتش توسط آلومینیم ، کربن یا هیدروژن بدست می آید.

کبالت در کانیهای کبالتیت، اسمالتیت و اریتریت و اکثر نهشته های آهن، مس، سرب، نقره و نیکل وجود دارد. این عنصر همچنین در شهابسنگها وجود دارد. معادن مهم این کانی در کشورهای زئیر، مراکش و کانادا نیز وجود دارد. انجمن زمین شناسی آمریکا خبر از نهشته های غنی از کبالت در شمال مرکزی اقیانوس آرام در اعماق کم وجود دارد.
کبالت عنصری ترد و شکننده، فلز سخت، ظاهر آن شبیه نیکل و آهن می باشد. نفوذپذیری کبالت دوسوم آهن می باشد. کبالت مخلوطی از دو آلوتروپی با رنج وسیع حرارتی می باشد.
ترکیب کبالت با آهن و نیکل آلیاژی را به نام آلنیکو می سازد که می سازد که ترکیبی با خاصیت مغناطیسی قوی و جهت استفاده های مهم کاربرد دارد. استلینها که آلیاژهای سخت جهت ساختن موتورهای پیستونی هستند شامل کبالت، کروم و تنگستن می باشند. و از این آلیاژ برای مصارف کارهای سنگین و لوازم و تجهیزات برشی حرارت بالاو برای قالبگیری استفاده می شود. کبالت همچنین در فولاد های مغناطیسی ، فولاد ضدزنگ و آلیاژهایی که در توربینهای جتها و ژنراتورهای توربینهای گازی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین برای آبکاری الکتریکی استفاده می شود زیرا دارای سختی بالا و مقاوم در برابر اکسید شدن می باشد.
پرتودهی کبالت حدود 0.05 mg/m3 است که به همین علت استفاده از آن باید محدود باشد.
کبالت 60 ایزوتوپ مصنوعی کبالت می باشد که منبع مهم آن اشعه گاما می باشد و که برای کاربردهای رادیوتروپی و ردیابی دارد.
قیمت کبالت 60 در حدود 1 تا 10 دلار است.
نمکهای کبالت برای تولیدات الماس و سرامیکهای با رنگ آبی ثابت ، شیشه ها، سفال، کاشی ها و مینا کاری استفاده می شود. اجزای اصلی کبالت که باعث رنگ آبی می شوند عبارتند از Sevre , Thenard . محلول کلرید کبالت برای جوهر سمپاتیک مورد استفاده می گیرد. معمولاً کبالت به صورت کلرید، نیترات، استات یا نیترات مورد استفاده قرار می گیرد که این ترکیبات برای جاندارانی که کمبود مینرالهای کبالت را دارند استفاده می شود.



ساختا بلوری عنصر کبالت


اثرات کبالت بر سلامتی انسان
از آنجایی که کبالت به طور گسترده در محیطهای مختلف وجود دارد، با تنفس هوا، آشامیدن آب و خوردن غذاهایی که حاوی کبالت هستند، مقداری کبالت وارد بدن انسان میشود. تماس پوست با خاک یا آب دارای کبالت نیز راه دیگر ورود کبالت به بدن انسان میباشد.
کبالت همیشه به آسانی در دسترس نمیباشد، اما برخی اوقات ذرات کبالت به خاک یا ذرات رسوبی متصل نمیشوند وممکن است که گیاهان و جانوران مقدار زیادی کبالت دریافت کنند، و به همین ترتیب مقدار زیادی کبالت در بدن آنها ذخیره شود.
کبالت برای بدن انسان اهمیت زیادی دارد، زیرا بخشی از ویتامین B12 را تشکیل میدهد. برای برطرف کردن عارضه کم خونی در زنان باردار از کبالت استفاده میشود، زیرا کبالت تولید سلولهای خونی را تحریک میکند.
مقدار زیاد کبالت برای بدن انسان مضر است. اگر مقدار کبالت در هوای تنفسی از حد مجاز بیشتر باشد، بر اثر تنفس کبالت مشکلات تنفسی مانند آسم و ذات الریه ایجاد میشود. این مسئله اغلب در افرادی که در محیط کارشان مقدار زیادی کبالت وجود دارد، دیده میشود.
در صورتیکه گیاهان در خاک آلوده به کبالت رشد کنند، ذرات بسیارریز کبالت در اندامهایی از بدن گیاه که مورد استفاده انسان است، مانند میوه ها و دانه های گیاه تجمع پیدا میکند. خاکهایی که در نزدیکی معادن قرار دارند، دارای مقدار زیادی کبالت میباشند، بنابراین مصرف چنین گیاهانی توسط انسان سبب بروز آسیبهای فراوانی میشود.
اثرات مصرف غلظت بالای کبالت عبارت هستند از:
استفراغ و تهوع
مشکلات بینایی
مشکلات قلبی
آسیب به تیروئید
اشکال دیگری از کبالت که باعث بیماری میشوند، ایزوتوپهای رادیواکتیو کبالت هستند. ایزوتوپهای رادیواکتیو کبالت سبب نازایی، ریزش مو، تهوع، خونریزی، کما و حتی مرگ میشوند. گاهی اوقات پرتوهای حاصل از ایزوتوپهای کبالت برای بیماران سرطانی و برای از بین بردن تومور استفاده میشود. این بیماران بر اثر استفاده از ایزوتوپهای کبالت عوارضی از قبیل ریزش مو، اسهال و تهوع را تجربه میکنند.
غبار کبالت باعث بیماریهای شبیه آسم شده و علائمی مانند سرفه، کوتاه و انقطاع تنفس و تنگی نفس را از خود نشان میدهند. این علائم به تدریج در فرد افزایش می یابد و مشکلات دیگری مانند بیماریهای ریوی، تصلب شرایین، ناتوانی دائمی و مرگ را سبب میشود. اگر فردی در معرض کبالت قرار گیرد، دچار کاهش وزن، آماس پوست و حساسیت بالای دستگاه تنفس میشود. مصرف مقدار اندک عنصر شیمیایی کبالت که در جانوران آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته شده، باعث مرگ 50 درصد جمعیت جانوری میشود. این مقدار در حدود میلی گرم یا گرم ماده در هر کیلوگرم از وزن جانور میباشد.
آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC)، کبالت و ترکیبات آن را در گروه 2B طبقه بندی کرده است. این بدان معناست که عناصری که در گروه 2B قرار میگیرند، عناصری هستند که ممکن است برای انسان سرطانزا باشند.

تاثیرات زیست محیطی کبالت
کبالت عنصری طبیعی است که در هوا، آب، خاک، سنگها، گیاهان و جانوران وجود دارد. همچنین کبالت میتواند از طریق وزش باد در سطح زمین، وارد هوا یا آب شود، یا از طریق هرزآبهای شهری که از سنگها و خاکهای حاوی کبالت عبور میکنند، وارد آبهای سطحی شود.
فعالیتهای انسانی مانند احتراق زغالسنگ، معدنکاری، فرآوری کانسنگهای حاوی کبالت و تولید و استفاده از موادشیمیایی دارای کبالت باعث ورود مقداری از این عنصر شیمیایی به اتمسفر میشود.
ایزوتوپهای رادیواکتیو کبالت به طور طبیعی وجود ندارند، اما بر اثر عملیات هسته ای که در کارخانه های انرژی اتمی انجام میشود، تولید و تشکیل میگردند. از آنجاییکه ایزوتوپهای رادیواکتیو کبالت نیمه عمر نسبتاً کوتاهی دارند، خطرناک نمیباشند.
زمانیکه کبالت وارد محیط میشود، بلافاصله از بین نمیرود. کبالت میتواند با سایر ذرات واکنش دهد یا جذب سایر ذرات شود. این ذرات عبارت هستند از ذرات خاک یا رسوبات آبی. فقط زمانی که شرایط محیط اسیدی باشد، کبالت میتواند متحرک باشد. البته در نهایت قسمت اعظم کبالت وارد رسوبات و خاک میشود.
گیاهانی که در خاکهای با مقدار کم کبالت رشد میکنند، از کمبود کبالت رنج میبرند و به تبع آن جانورانی که از چنین گیاهانی تغذیه میکنند، نیز دچار کمبود کبالت میشوند.
از طرفی، خاکهایی که در نزدیکی معادن کبالت قرار دارند، دارای مقدار زیادی کبالت میباشند، بنابراین جانورانی که از گیاهان چنین مناطقی تغذیه میکنند، دچار بیماری میشوند. کبالت در بافتهای گیاهی و در بدن جانورانی که از این گیاهان تغذیه میکنند، تجمع می یابد. اما کبالت وارد زنجیره غذایی نمیشود. به همین دلیل، میوه ها، سبزیجات، ماهی ها و سایر جانورانی را که مصرف میکنیم، فاقد مقدار زیاد کبالت هستند.



عنصر کبالت در طبیعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر کبالت :
عدد اتمی: 27
جرم اتمی:58.9332
نقطه ذوب : C°1495
نقطه جوش : C°2870
شعاع اتمی : Å 1.67
ظرفیت:2و3
رنگ: سفید – نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه:9
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 7.89
شکل الکترونی: 2 1s22s2p63s23 p63d 74s
شعاع یونی : Å 0.745
الکترونگاتیوی:1.88
حالت اکسیداسیون:2و3
دانسیته: 8.9
گرمای فروپاشی : Kj/mol 16.19
گرمای تبخیر : Kj/mol 376.5
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000581
گرمای ویژه: J/g Ko 0.42
دوره تناوبی:4

درجه اشتعال : در حالت جامد غیر قابل اشتعال
شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 15
چهارمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Co-56 77.3 روز
Co-57 271.8 روز
Co-58 70.9 روز
Co-58m 9.1 ساعت
Co-59 پایدار
Co-60 5.3 سال
Co-60m 10.5 دقیقه
Co-61 1.7 ساعت

اشکال دیگر :
اکسید کبالت CoO و تترا اکسید تری کبالت Co3O4
دی کلرید کبالت CoCl2

منابع : کانی کبالتیت
کاربرد : برای تهیه آلیاژها ی سخت به کار می رود همچنین تهیه آهن ربای مغناطیسی و سرامیک و شیشه و تولید خاصیت مغناطیسی در سنگهای معدنی مورد استفاده قرار می گیرد .
در علم پزشکی برای درمان سرطان استفاده می شود .


برچسب ها: کبالت ،

chocolate
دوشنبه 10 اردیبهشت 1397 12:49
First of all I would like to say great blog!
I had a quick question in which I'd like to ask if you do not mind.

I was curious to know how you center yourself and clear your head
prior to writing. I've had trouble clearing my mind in getting my ideas out there.
I truly do take pleasure in writing however it just seems like the first 10 to 15 minutes are wasted just trying to
figure out how to begin. Any ideas or hints? Thanks!
http://gary8nixon18.jimdo.com/
چهارشنبه 18 مرداد 1396 08:18
I am extremely impressed with your writing skills and also with the layout on your blog.
Is this a paid theme or did you modify it yourself?
Either way keep up the nice quality writing,
it is rare to see a nice blog like this one these days.
BHW
دوشنبه 4 اردیبهشت 1396 11:30
Howdy excellent website! Does running a blog such as this require a large amount of work?
I have absolutely no expertise in programming but I had been hoping to start
my own blog soon. Anyways, should you have any recommendations or
techniques for new blog owners please share.

I know this is off topic however I just needed to
ask. Thank you!
BHW
جمعه 25 فروردین 1396 17:36
Awesome article.
manicure
یکشنبه 20 فروردین 1396 05:40
Greetings I am so delighted I found your website, I really
found you by accident, while I was looking on Digg for something else, Anyhow I am here
now and would just like to say many thanks for a tremendous post and a all round thrilling blog (I also love
the theme/design), I don't have time to look over it all
at the minute but I have saved it and also included your RSS feeds, so when I have time I will be back to read much
more, Please do keep up the superb job.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر