Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Kobalt

27
58.9332
2, 3
Co
4s2
3d7
Kobalt
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám kobalt, Co, 27
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 9, 4, d
Megjelenés fémes szürke árnyalattal
Atomtömeg 58,933200(9) g/mol
Elektronszerkezet [Ar] 3d7 4s2
Elektronok héjanként 2, 8, 15, 2
Fizikai tulajdonságok
Sűrűség (szobahőm.) 8,90 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 7,75 g/cm³
Olvadáspont 1768 K
(1495 °C, 2723 °F)
Forráspont 3200 K
(2927 °C, 5301 °F)
Olvadáshő 16,06 kJ/mol
Párolgáshő 377 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 24,81 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs állapotok 2, 3
(amfoter oxid)
Elektronegativitás 1,88 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 760,4 kJ/mol
Atomsugár 135 pm
Atomsugár (számított) 152 pm
Kovalens sugár 126 pm
Egyéb jellemzők
Fajlagos ellenállás 1,68·10-8 Ω·m
Hővezetési tényező (300 K) 100 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (25 °C) 13,0 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 4720 m/s
Young-modulus 209 GPa
Nyírási modulus 75 GPa
Bulk modulusz 180 GPa
Poisson-arányszám 0,31
Mohs-keménység 5,0
Vickers-keménység 1043 MPa
Brinell-keménység 700 HB
CAS-szám 7440-48-4

A Kobalt bővebb leírása

A kobalt (régi magyar nevén: kékleny[1] vagy kobany, latinul: Cobaltum) a periódusos rendszer kémiai eleme, az átmenetifémek közé soroljuk. Kemény, csillogó, ezüstszürke. Rendszáma 27, vegyjele Co. A 4. periódusban, a 9. mellékcsoportban található. Megtalálható különböző ércekben, a nagy ellenállóképességű, mágneses ötvözetek fontos alkotóeleme. Vegyületeit általában tintákhoz, festékekhez és lakkokhoz használják fel.

Általános jellemzői

Kobalt minta

A kobalt elemi állapotában szürkés-ezüstös színű és mágneses. Azonban nem fordul elő a természetben elemi állapotban, legtöbbször vegyületeiben található meg. Kis mennyiségben sziklákban, termőföldben, vízben, növényekben és állatokban is előfordul. Curie-pontja 1388 K 1,6~1,7 Bohr magneton per atommal. Sűrűn a nikkellel társul, mindkettő jellemző eleme a vas-meteoritoknak. Az emlősöknek szükségük van kis mennyiségű kobaltra, mivel a kobalt a B12-vitamin alapja. Vegyületei jellegzetesen bíborvörös színűek vizes közegben, illetve kristályvizes sókként. Szerves vegyületei, vagy vízmentesített sói viszont kék színűek - ez a sajátságos tulajdonság a kobalt azonosítására is felhsználható.

Kémiai reakciói

Reakciói levegőn

A kobalt sajátosan nem reagál a levegőn. Azonban ha az oxidját (Co3O4) hevítjük, reagál. Ha a reakció 900 °C fölé megy, a reakció-termék kobalt(II)-oxid (CoO) lesz. A kobalt nem lép reakcióba nitrogénnel.

\mathrm{3\ Co + 4 \ O_2 \rightarrow 2 \ Co_3O_4}\,\!

Reakciója vízzel

Nagyon kis mértékben reagál a vízzel, illetve annak gőzével. (Általában a vörös kobalt)

\mathrm{2 \ Co + O_2 \rightarrow 2 \ CoO}\,\!
A vörös kobalt a vízgőz oxigénjével egyesül kobalt(II)-oxiddá.

Reakciója halogénekkel

Mindegyik halogénnel ugyanolyan módon reagál:

\mathrm{Co + Br_2 \rightarrow CoBr_2}\,\!
Fém kobalt egyesül brómmal kobalt(II)-bromiddá. [zöld]
\mathrm{Co + Cl_2 \rightarrow CoCl_2}\,\!
Fém kobalt egyesül klórral kobalt(II)-kloriddá. [kékes]
\mathrm{Co + I_2 \rightarrow CoI_2}\,\!
Fém kobalt egyesül jóddal kobalt(II)-jodiddá. [kékesfekete]

Reakciója savval

Izotópjai

A természetben előforduló kobalt monoizotóp, az egyetlen stabil izotóppal, az 59Co -tal. Azonban 22 radioaktív izotópját ismerjük. A legstabilabb a 60Co 5,2714 éves, a 57Co 271,79 napos, a 56Co 77,27 napos és a 58Co 70,86 napos felezési idővel. A többi izotópjának felezési ideje kevesebb 18 óránál, azonban ezekből a legtöbbnek még 1 másodpercnél is kevesebb. A kobaltizotópok atomtömege 50 ATE/u-től (50Co) 73-ig (73Co) terjed.

Előállítása

Aluminontermikus úton redukálják:

\mathrm{3 Co_3O_4 + 8 Al \rightarrow 9 Co+4 Al_2O_3}\,\!

Felhasználása

  • Ötvözetek
    • Szuperötvözetként, gázturbinás repülők hajtóműveinek részeként
    • Rozsdásodásálló ötvözetként
    • Gyorsacélokhoz
    • Karbidként
  • Mágnesek, mágnesháttértárak
    • Al-Ni-Co mágnesként
    • Szamárium-kobalt mágnesként
  • Katalizátorként
  • Galvanizációban (nem oxidálódik)
  • Szárító közegként festékekhez, lakkokhoz, tintákhoz
  • Alapozó festésként porcelánlakkokhoz
  • Színezékként (kobaltkék, kobaltzöld)
  • Lítium-ion akkumulátor elektródájaként
  • Acélövezetű gumiabroncsoknál