وهو عنصر منتشر على نطاق واسع في الطبيعة بنسبة 0.001%. ويوجد في الصخور النارية والنجوم والنيازك والمياه العذبة والنباتات والبحار والحيوانات. وهو مستقر جدًا في البيئة ويتأكسد عند تعرضه لدرجات حرارة عالية ويتحول إلى اللون الأحمر. فيما يلي وصف موجز للكوبالت وكل تفاصيل هذا المعدن.
ما هو الكوبالت؟
وهو عنصر كيميائي يحمل الرقم الذري 27 وينتمي إلى المعادن الانتقالية في الجدول الدوري. يبلغ وزنه الذري 58.93 وهو مغناطيسي ذو ليونة وقوة منخفضة في درجات الحرارة العادية. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتميز بخصائص مغناطيسية تسمح له بتكوين سبائك مختلفة لإنشاء اللون الأزرق للزجاج والدهانات والمينا.
رمز الكوبالت
الاسم مشتق من الكلمة الألمانية Kobalt، والتي تعني قزم. حصل على هذا الاسم لأن عمال المناجم اعتبروه معدنًا يخلطه العفاريت مع الفضة والنيكل ليمرضهم ويسبب مشاكل في استخراج المعادن الأخرى، نظرًا لسميته ولونه.
خصائص الكوبالت
يقع هذا المعدن في المجموعة 9 من الجدول الدوري. لها خصائص مغناطيسية بيضاء مزرقة مع مقاومة عالية للتوتر. بالإضافة إلى ذلك، فهو حراري وله توصيل كهروكيميائي جيد، تمامًا مثل النيكل والحديد. الخصائص الأخرى للمعادن هي:
- الحالة : صلبة.
- الطعم والرائحة : معدني، بدون رائحة مميزة.
- التركيب : النموذج الذري المكون من 32 نيوترون و 27 بروتون و 27 إلكترون.
- الهيكل : له شكلان متآصلان، شكل بلوري ذو هندسة سداسية وآخر مكعب على وجوهه.
- المقاومة : عالية وتقاوم التآكل الناتج عن الماء أو الرياح، ولكنها ضعيفة أمام أحماض النيتريك والهيدروكلوريك والكبريتيك.
- السمية : إنه عالي وقابل للاشتعال جداً في شكل مسحوق.
- الذوبان : يذوب في الماء حسب الرقم الهيدروجيني له.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للكوبالت
- العدد الذري : 27
- الفترة : 4
- بلوك 😀
- المجموعة : 9
- نصف القطر التساهمي (Å): 126 بعد الظهر
- الحرارة النوعية: 420 جول / (كجم)
- الكتلة الذرية (جم/مول): 58.93
- الكثافة: 8.9 كجم/م3
- نقطة الغليان: 2900 درجة مئوية
- نقطة الانصهار: 1495 درجة مئوية
- نصف القطر الذري: 152 ساعة
- متوسط نصف القطر: 135 ساعة
- حالة الأكسدة: 5، 4، 3، 2، 1، -1
- جهد التأين الأول فولت: 7.90
- التكوين الإلكتروني: [Ar]3d74s2
- الموصلية الحرارية: 0-100 درجة مئوية (ث م-1 ك-1)
- الإلكترونات لكل غلاف: 2، 8، 15، 2
- السالبية الكهربية: 1.8
أصل الكوبالت
ويعود تاريخ هذا المعدن إلى العصور السحيقة قبل المسيح في الثقافتين الفارسية والمصرية، حيث كان يستخدم في صناعة التماثيل الصغيرة. تم اكتشافه كعنصر كيميائي في عام 1730 من قبل جورج براندت، الذي أثبت من خلال التجربة أن هذا العنصر أعطى اللون الأزرق للزجاج.
وبمجرد إثبات خصائصه، أصبح أول مركب معدني يتم اكتشافه في عصور ما قبل التاريخ، عندما لم يتم تسجيل المعادن الأخرى كعناصر.
ما هي استخدامات الكوبالت؟
يتم استخدام الحصول على المعدن في القطاع الصناعي والمعادن في إنتاج السبائك. تعمل هذه على تحسين أداء التوربينات والكربيدات والماس. تشمل الاستخدامات الأخرى ما يلي:
سبائك
وهي عبارة عن مخاليط من عنصر واحد أو أكثر، وتستخدم عناصر الكوبالت في صناعة الآلات والأدوات وحشوات الزجاج وأجزاء الأسنان. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الخليط بين الكوبالت والنيكل في إنتاج الأشرطة والمغناطيسات المغناطيسية. البعض الآخر مخصص لإنشاء غرسات العظام للخصر والركبتين.
المجال الطبي
ويستخدم الكوبالت 60 في الطب في إنتاج أشعة جاما، وهو مثالي لعلاج الأورام السرطانية. بالإضافة إلى ذلك، فهو فعال في تعقيم المعدات الطبية والنفايات وتنظيف الطعام والعلاج الإشعاعي وقياسات كثافة الأشياء.
القطاع الصناعي
تستخدم مركبات هذا العنصر في صناعة المينا وملونات الزجاج والسيراميك. يتم استخدامه كعامل وقائي عند طلاء المجوهرات، مما يمنع الأكسدة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في القطاع الكيميائي كمحفز متجانس وغير متجانس في تصنيع الوقود.
كيف يتم الحصول على الكوبالت؟
ويتم الحصول على الكوبالت من خلال فصله عن الحديد والنحاس والنيكل عن طريق التحميص الجزئي للمواد الكبريتية. وفي العملية الكيميائية، تتأكسد المعادن الأخرى وتبقى مادة خام تحتوي على الكبريتيدات. بعد ذلك، يتم إجراء الترشيح أو استخلاص المادة القابلة للذوبان تحت تأثير مذيب سائل. تقوم هذه التقنية بفصل العناصر شيئا فشيئا، حتى تحصل على عينة نقية من العنصر.
الأطعمة التي تحتوي على الكوبالت
هذا المركب هو عنصر تتبع حيوي للجسم والتمثيل الغذائي الخلوي. يمكنك العثور عليه في الأسماك والكبد واللحوم والحبوب والقمح والمكسرات والحليب والعدس والبصل والأرز والبنجر. بل إنه جزء مهم من فيتامين ب 12، الذي يوفر فوائد للجسم.
باختصار، إنه أحد أقوى المعادن الانتقالية وقادر على تشكيل سبائك مختلفة مع تطبيقات في علم المعادن والطب والإلكترونيات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوظائف الطبيعية للكوبالت تفيد الصحة والجهاز المناعي.