Koobalt (0)

KOOBALT
Leidumine ja saamine
Tuntakse üle 30 Co-sisaldavat mineraali, milles tavaliselt on ka niklit . Koobaltit toodetakse põhiliselt polümetallimaakidest. Co tootmine on keerukas, kus rakendatakse mitmesuguseid püro-, hüdro- ja elektrometallurgiameetodeid. Elementide levikut maakoores on Co 34.kohal.
Omadused
Co on tumehalli värvusega plastne metall , mille pind on kergesti poleeritav. Co kuulub nagu raudki ferromagneetikute hulka, kuid on rauaga võrreldes keemiliselt vähem aktiivne. Õhus on ta püsiv ega oksüdeeru, kuigi peendispersse pulbrina pürofoorne. Kuumutamisel kuni 300C-ni kattub Co pind CoO kihiga . CoO oksüdeerub õhus kõrgel temperatuuril (kuni 700C) moodustades Co304, veelgi kõrgemal temperatuuril (üle 900C) tekib taas Co. Hallogeenidega reageerib Co juba toatemperatuuril(→CoBr2, CoCl2, CoI2, kuid Co3N), teiste mittemetallidega kuumutamisel(→ CoN, Co2N, Co3N, CoB, Co2B, Co3B, Co2P, CoP, CoP3, CoS, CoS2, CoH2, Co3C).
Co reageerimisel lahjendatud H2So4, HNO3 ja HCl happega tekivad vastavad koobalt(III) soolad , mida on lahusest võimalik eraldada punase värvusega kristallhüdraatidena (CoSo4∙7H2O, Co(NO3)2∙6H2O, CoCl2∙6H2O). HF hape koobaltisse ei toimi.
Kasutamine
75% Co maailmatoodangust kulub sulamite ja eriteraste saamiseks. Esimeseks Co-sulamiks oli stelliit (1910.a) Co-W-Cr sulam , mis sai nimetuse poleeritud pinna heleda läike tõttu ( stella – lad. k. täht). Stelliit on korrosiooni- ja kulumiskindel ning suure kõvadusega, sellest valmistatakse lõiketerasid. Vitallium (Co – Cr – Ni – Mo- sulam) on kõrgel temperatuuril püsiv gaasikorrosiooni suhtes, seepärast tehakse sellest sulamist gaasiturbiinide ja rektiivmootori detaile. Co – Si – Cr – Mn – sulam on keemiliselt püsivam kui Pt ja leiab rakendamist seadmetes , mis töötavad agressiivses keskkonnas. Sulam alniko (Al – Ni – Co – Fe – Cu) on tugev püsimagnet. Tugevad püsimagnetid on ka Co – Pt sulamid. Co- pulbrit kasutatakse metallkeraamiliste kõvasulamite valmistamiseks. WC kristallide ja Co- pulbri segu pressimisel ja paagutamisel tsementeerib Co karbiidikristallid kompaktseks sulamiks pobediidiks. Pobediitlõiketerad ei kaota oma kõvadust ja lõikeomadusi isegi nii suurtel kiirustel, kui metall on hõõguvpunane. Pobediisist tehakse ka puuriotsi. Sulamit kovar (Co – Fe – Ni –Mn ), mida saab kergesti klaasi külge sulatada, kasutatakse elektro - , raadio- ja valgustehnikas. Co – Cr sulamil on suur elektriline takistus, sellest tehakse elektriahjude kütteelemente.
Keemiatööstuses rakendatakse metallilist Co katalüsaatorina. Tehisisotoop Co – 60 emiteerib gammakiirgust ning leiab radooni asendajana kasutamist radioteraapias (vähkkasvajate ravil), metallodefektoskoopias ja automaatikaseadmetes (kontaktivabade niiskuse – ja paksusemõõturites, kaaludes).
Ühendid
Ühendis on Co o.-a. valdavalt II ja III, iseloomulikum o.-a- on III, seejuures on püsivam o.-a. II. Co(III)- ühendid on oksüdeerivate omadustega, kusjuures nad redutseeruvad Co(II) ühendeiks.
CoO tekib Co oksüdatsioonil õhus või CoCo3 kuumutamisel õhu juurdepääsuta. CoO on sinaka värvusega kristalliline aine. Alulise oksiidina reageerib ta hapetega, andes Co(II) soolasid (CoCl2, CoSo4). CoO kasutatakse sinise värvipigmendina õlivärvides, portselani- ja klaasitööstuses (sinine koobaltklaas). Co3O4 tekib CoO edasisel oksüdatsioonil või Co(OH)3 lagundamisel. Co3O4 on pruunika värvusega kristalliline aine.
Co2O3 tekib Co(NO3)2 lagunemisel. Koobalt (III) oksiidi reageerimisel hapetega tekivad Co(II) soolad.
Co2O3+6HCl = 2CoCl2+Cl2+3H2O.
Co2O3 on tugev oksüdeerija.
Co(OH)2 saadakse Co(II) soolade reageerimisel leelistega. Roosa värvusega Co(OH)2 oksüdeerub õhus aeglaselt, kiiresti aga oksüdeerijate mõjul.
2Co(OH)2+ NaClO +H2O = 2Co(OH)3+NaCl.
CoCl2 esineb tavaliselt kristallhüdraadina CoCl2∙6H2o. Osaliselt veetustuvad kristallid juba toatemperatuuril sõltuvalt õhuniiskusest. Olenevalt kristallveeteguri arvväärtusest on kristallhüdraadi värvus erinev (n=4- punane; n=2- rooskaslilla; n=1,5- tumelilla; n=1- sinililla; n=0-helesinine, milles n=kristallveetegur). CoCl2 lahusega immutatud paberit saab kasutada hügromeetrina.
Co2(Co)8 koobaltkarbonüül tekib kõrgrõhul ja –temperatuuril CoCo3 ja Co reageerimisel. Ühendis Co2(Co)8 on Co o.-a. 0. koobaltile on iseloomulikud Co(III)- kompleksühendid: trikaaliumheksatsüanokoobalttaat(III) K3[Co(CN)6], koobaltheksaammiintrihüdroksiid [Co(NH3)6](OH)3.
Naatriumheksanitrokobaltaat(III) Na3[Co(NO2)6] leiab rakendamist keemilises analüüsis K+ määramisel (tekib kollane sade K3[Co(NO2)6]).
Bioloogiline funktsioon.
Co bioloogiline osa on seotud loomega, DNA sünteesi, aminohapete ainevahetuse ja ensüümide aktiveerimisega. Kui inimese ja loomade toidus on vähe Co-ühendite lisamisel toidusse (1mg 1 kg kohta) suureneb vere hemoglobiinidisisaldus ( vere kogus ei suurene). Elemendina kuulub Co antianeemilise vitamiini B12 koostisse(4.35% Co). Co- sisaldavad ensüümid osalevad DNA sünteesis ja aminohapete metabolismis. Co aktiveerib ensüümide karboanhüdraasi ja karbosüpeptidaaside toimet. On andmeid organismi viidud Co- ühendite pärssivast mõjust kasvajarakkudele. Co- ühendite mürgitusega kaasnevad tasakaaluhäired, oksendamine , näovärvi muutumine punaseks jne. Surmavaks Co- doosiks peetakse 25-30 mg keha kg kohta.
Organismis on Co- rikkamad maks ja neerud . Co- sisalsus mullas on 1-1,5 mg/kg, taimedes (kuivainena) 0.01-0.06 g/kg. Suhteliselt rohkem on Co- ühendid peedilehtedes. Kui loomatoidus on Co vähem kui 0.01 mg/kg ( arvestatuna kuivainele), väheneb koduloomade pruduktiivsus ja areneb aneemia . Co- puuduse korvamisels lisatakse loomatoidule vähesel määral CoCl2. Vastsündinu organismis on Co- sisaldus suhteliselt kõrge kui täiskasvanul, oletatakse, et see on üheks immuunsust põhjustavaks teguriks.