характеристика кобальту

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Зміст
1 частина Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2 частина Характеристика кобальту
2.1. Характеристика кобальту по положенню в періодичній системі. Електронна формула ... ... ... .4
2.2. Знаходження кобальту в природі ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.3. Отримання кобальту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.4. Хімічні властивості кобальту ... ... ... ... ... ... ... ... .. 6
2.5. Хімічні властивості сполук кобальту ... ... ... .7
3 частина Висновок. Біологічна роль кобальту для сільського господарства ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
4 частина Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11

Частина 1

Введення.
Кобальт (лат. Cobaltum), Co, Назва металу виникла від німецького Kobold - домовик, гном. Сполуки кобальту були відомі і застосовувалися в глибокій старовині. Зберігся єгипетський скляний глек, що відноситься до ХV ст. до н.е., забарвлений солями кобальту, а також блакитні скловидні цеглини, що містять кобальт. У древній Ассірії, а також у Вавилоні з кобальту виготовляли лазурит - блакитну фарбу, якою обливали керамічні вироби. Ймовірно, початковим матеріалом для отримання кобальтових сполук служив тоді цафер (Zaffer) - сапфір, що містить вісмут і кобальт; звідки, мабуть, і виникли назви фарб - сафлор, шафран і інш У середні віки гірники знаходили разом з іншими рудами кобальтову " землю ", але не знали, що з нею робити. Іноді ця земля була схожа на срібну руду, але не містила ніякого срібла. Домішка кобальтової землі до інших руд заважала виплавці металів: з густим димом (сульфідів і арсенидів) втрачалася частина металу, що виплавляється. Ще в IV ст. у Псевдодемокріта та інших авторів зустрічаються слова, що означають дим, що утворюється при обпечені руд, що містять сульфіди арсену. У середні віки німецькі гірники, очевидно, бажаючи підкреслити властивості кобальтових земель, називали їх коб-ольд (або кобельт), що означало підземний гном, глузливий дух, безсовісний шахрай. У давньоруській мові є близькі по значенню слова кобение (ворожіння), кобь (ворожіння по пташиному польоту); останнє слово цікаво порівняти з сучасною назвою птаха - кібчик.
Кобальт згадується у Бірінгуччо, Василя Валентина, Парацельса і інших авторів XV - XVII ст. У "Алхімічному лексиконі" Руланда (1612) про кобальті говориться: "Кобол кобальт (Koboltum, Kobaltum) або Коллет (Colletum) - металева матерія, чорніша за свинець і залізо, що розтягується при нагріванні. Кобальт - чорний, трохи схожа за кольором на золу матерія, яку можна кувати і лити, але вона не володіє металевим блиском, і яка являє собою шкідливу суспензія, що відводить (при плавці) разом з димом хорошу руду ". Очевидно, тут йдеться про металевому кобальті. Проте в історії хімії прийнято вважати, що металевий кобальт був уперше описаний в 1735 р. упсальским професором Брандтом. У дисертації "Про напівметалах" Брандт вказує, зокрема, що отримується з руд металевий вісмут не являє собою чистого металу, а містить "кобальтовий корольок" (металевий кобальт). Він же з'ясував, що солі кобальту забарвлюють скло в синій колір. У чистому вигляді металевий кобальт був отриманий Верцеліусом.
У російській літературі XVIII і початку XIX ст. зустрічаються назви кобольт, коболт (Соловйов і Страхов, 1824 і в більш ранніх творах з хімії). Двигубський (1824) вживає назву кобальт; надалі воно стає загальноприйнятим.

Частина 2

Характеристика кобальту
2.1. Характеристика кобальту по положенню в періодичній системі. Електронна формула
Co, хімічний елемент з атомним номером 27. Його атомна маса 58,9332. Природний кобальт складається з двох стабільних нуклідів: 59 Со (99,83% за масою) і 57 Зі (0,17%). У періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва кобальт входить до групи VIII і разом з залізом і нікелем утворює в 4-му періоді в цій групі тріаду близьких за властивостями перехідних металів. Конфігурація двох зовнішніх електронних шарів атома кобальту 3s 2 p 6 d 7 4s 2. Утворює сполуки найчастіше в ступені окислення +2, рідше - в ступені окислення +3 і дуже рідко в ступенях окислення +1, +4 і +5.
Радіус нейтрального атома кобальту 0,125 Нм, радіус іонів (координаційне число 6) Со2 + - 0,082 Нм, СО3 + - 0,069 Нм і Со4 + - 0,064 Нм. Енергії послідовної іонізації атома кобальту 7,865, 17,06, 33,50, 53,2 і 82,2 ЕВ.
2.2. Знаходження кобальту в природі
Зміст кобальту в земній корі становить близько 0,003%. Проте, велика частина кобальту зосереджена в центральному ядрі Землі, де переважають елементи групи заліза. У літосфері кобальту міститься в середньому близько 0,003 вагу.%, Кобальт знаходиться в залізних (близько 0,6%) і кам'яних (0,08) метеоритах. Нікчемні кількості кобальту є в морській воді (10 -7%) і у воді мінеральних джерел. Кобальт входить до складу більше 30 мінералів. До них відносяться кароліт CuCo2SO4, лінеїт Co3S4, кобальтин CoAsS, сферокобальтіт CoCO3, смальти СоAs2 та інші. Як правило, кобальту в природі супроводжують його сусіди по 4-му періоду - нікель, залізо, мідь і марганець.
2.3. Отримання кобальту
Кобальт - відносно рідкісний метал, і багаті їм родовища в даний час практично вичерпані. Тому кобальтвмісних сировина (часто це нікелеві руди, що містять кобальт як домішка) спочатку збагачують, отримують з нього концентрат. Далі для вилучення кобальту концентрат або обробляють розчинами сірчаної кислоти або аміаку, або методами пирометаллургии переробляють в сульфідний або металевий сплав. Цей сплав потім витравлюють сірчаної кислотою. Іноді для отримання кобальту проводять Сірчанокислотне «кучно» вилуговування вихідної руди (подрібнену руду розміщують у високих купах на спеціальних бетонних майданчиках і зверху поливають ці купи витравлюють розчином).
Для очищення кобальту від супутніх домішок всі більш широко застосовують екстракцію. Найбільш складне завдання при очищенні кобальту від домішок - це відділення кобальту від найбільш близького до нього за хімічними властивостями нікелю. Розчин, що містить катіони двох цих металів, часто обробляють сильними окислювачами - хлором або гіпохлоритом натрію NaOCl
2СоСl 2 + NaClO + 4NaOH + H 2 O Õ 2Co (OH) 3 ↓ + 5NaCl         
чорний осад Co (OH) 3 прожарюють для видалення води, а отриманий оксид Со 3 О 4 відновлюють воднем або вуглецем. Металевий кобальт, що містить до 2-3% домішок (нікель, залізо, мідь), може бути очищений електролізом.
2.4. Хімічні властивості кобальту
нормальний електродний потенціал реакції Со - 2е ↔ Со 2 +
φ 0 = - 0,27 В, а реакції Со - третій ↔ З 3 + φ 0 = +0,4 В. Окислювально - відновний потенціал кобальту в кислих розчинах для реакції Со 2 + Õ З 3 + + е дорівнює 1,81 В, а реакції Зі Õ Со 3 + + +3 е 0,4 В. Ступінь окислення +2, +3. Електрохімічний еквівалент Со 2 + дорівнює 0,306 мг / Кл, а Со 3 + 0,204 мг / Кл. У простих з'єднаннях найбільш стійкий іон Со 2 +, у комплексних - іон З 3 +. У електрохімічному ряді напруг металів кобальт розташований між залізом і нікелем. Він взаємодіє майже з усіма іншими елементами. Так, при нагріванні кобальт легко з'єднується з галогенами, утворюючи галогеніди. При дії фтору на порошок кобальту або СоСl 2 кобальт може відновитися до 3-валентного і утворити коричневий фторид СоF 3. Також при нагріванні кобальт взаємодіє з сіркою, селеном, фосфором, миш'яком, сурмою, вуглецем, кремнієм і бором, причому проявляє валентність від +1 до +6. Сульфіди кобальту утворюються в результаті взаємодії свежевосстановленного кобальтового порошку з Н 2 S. При 400 ˚ С утворюється Со 3 S 4, а при 700 ˚ С - соs. Сульфід утворюється і при взаємодії кобальту з сірчистим ангідридом при 800 ˚ С.
У розведених соляної та сірчаної кислотах кобальт повільно розчиняється з виділенням водню і утворенням хлориду СоСl 2 або сульфату СоSO 4. Розбавлена ​​азотна кислота розчиняє кобальт з виділенням оксидів азоту та утворенням нітрату Со (NO 3) 2. Концентрована азотна кислота пасивує кобальт. Усі солі кобальту добре розчиняються у воді. Їдкі луги осаджують з водних розчинів солей синій гідроксид Со (ОН) 2.
При взаємодії з газоподібним аміаком при 350-450 ˚ С кобальт утворює нітриди З 3 N та Co 2 N 2, які, не є стійкими.
Кобальт реагує з водою при нагріванні і в інтервалі 422-921 ˚ С витісняє водень, утворюючи СоО.
2.5. Хімічні властивості сполук кобальту
Відомі оксиди і гідроокису двох-, трьох-і чотирьохвалентного кобальту.
Оксиди і гідроокису двовалентного кобальту. Закис кобальту СоО утворюється при окисленні металевого кобальту парами води при температурі червоного розжарювання, а також при нагріванні карбонатів, сульфатів.
З 2 + + Н 2 О t червоного розжарювання З + Н 2
Закис кобальту має сіро-зелений колір з різними відтінками в залежності від способу отримання.
Закис кобальту легко розчиняється в соляній, сірчаної, азотної та інших сильних кислотах, важче - у оцтової, фтористоводородной кислотах з утворенням відповідних солей двовалентного кобальту рожевого кольору
СоО + 2НСl Õ CoCl 2 + H 2 O
Гидроокись двовалентного кобальту утворюється при додаванні їдкого натру або гідроокису амонію до розчинів солей двовалентного кобальту
2NaOH + CoS Õ Co (OH) 2 + Na 2 S
При звичайній температурі, особливо без доступу повітря, і при осадженні невеликим надлишком розчину гідроокису натрію спочатку утворюється синій осад. Синій осад поступово стає фіолетовим і, нарешті, рожевим.
Гидроокись кобальту окислюється киснем повітря, перетворюючись на Со (ОН) 3 з зміною кольору з рожевого в бурий. Окислення прискорюється додаванням хлору, брому або перекису водню.
При незначному нагріванні відбувається перетворення Co (OH) 2 в НСоО 2, а потім у Со 3 О 4; при більш високій температурі Со 3 О 4 перетворюється в СоО.
Закис-окис кобальту Со 3 О 4 утворюється при нагріванні закису кобальту СоО (400-900 ° С) і при згорянні пірофорного кобальту на повітрі. Вона виходить також при нагріванні гідроокису кобальту
Со (ОН) 3 120-190 ° С НСоО 2 240-300 ° С Со 3 О 4
Со 3 О 4 770-920 ° С     3СоО + Ѕ О 2
Закис-окис Со 3 О 4 повільно розчиняється в кислотах з утворенням солей двовалентного кобальту і виділенням вільного кисню. Розчинення в соляній кислоті супроводжується виділенням хлору
Окис Со 2 О 3 та гідроокис тривалентного кобальту Со (ОН) 3.
З 2 О 3 + H 2 S CoS + O 2 + H 2 O
Co (OH) 3 + H 2 S CoS + O 2 + H 2 O
Прості іони тривалентного кобальту у водних розчинах нестійкі, вони легко відновлюються до іонів двовалентного кобальту.
Окис чотирьохвалентного кобальту СоО 2.
Цей оксид частково утворюється при отриманні З 2 О 3. Він нестійкий, легко розкладається з виділенням кисню.
Солі кобальту.
Сульфід кобальту соs - чорного кольору, виділяється пропусканням сірководню в нейтральні води розчину солей кобальту, що містять ацетат натрію або додаванням розчину сульфіду амонію та слабколужних водним розчином солей кобальту.
Освіти, які можна отримати при дії сульфіду амонію (або сірководню) на водні розчини солей кобальту, при прямому з'єднанні елементів при високих температурах можна також отримати сульфід кобальту З 5 S 4 та ін у природі зустрічається мінерал лінеїт Со 3 S 4, який можна отримати штучно.
Сульфат кобальту СоSO 4 і СоSO 4 ∙ 7 H 2 O. Безводний сульфат кобальту використовується як вагова форма при визначенні кобальту.
Тіосульфат кобальту соs 2 О 3 мало дисоціює.
Пірофосфати, арсенати, карбонати.
У водних розчинах встановлено потенціометричним і спектрофотометричним методами існування комплексного аніону Сор 2 О 7 2 -. Кондуктометричний метод вказує також на освіту більш складного комплексу Со (Р 2 О 7) 2 6 -. Крім того вивчені поліфосфатний з'єднання кобальту.
Галогеніди.
СоСl 2, СоF 2, СоJ 2 добре розчиняються в етиловому спирті, діетиловому ефірі, ацетоні та інших органічних розчинниках, з утворенням забарвлених у синій колір розчинів. Бромід кобальту СоВr 2 мало розчинний у етиловий та метиловий спирт і в діетиловому ефірі.
Хлориди кобальту при розчиненні у воді утворюють розчини рожевого кольору, а проте при введенні розчину соляної кислоти або різних органічних розчинників рожеве забарвлення переходить синю або блакитну.

Частина 3

Висновок.
Біологічна роль кобальту для сільського господарства.
Кобальт завжди міститься в організмах тварин і рослин, бере участь в обміні речовин. Кобальт відноситься до числа мікроелементів, тобто постійно присутній у тканинах рослин і тварин. Деякі наземні рослини та морські водорості здатні накопичувати кобальт. Входячи в молекулу вітаміну В 12 (кобаламина), кобальт бере участь у важливих процесах тваринного організму - кровотворенні, функціях нервової системи і печінки, ферментативних реакціях.
Кобальт бере участь у ферментативних процесах фіксації атмосферного азоту бульбочкових бактерій.
Сполуки кобальту обов'язково входять до складу мікродобрив. Однак надлишок кобальту для людини шкідливий. ГДК пилу кобальту в повітрі 0,5 мг/м3, в питній воді допустимий вміст солей кобальту 0,01 мг / л. Токсична доза - 500 мг. Особливо токсичні пари октакарбоніла кобальту Со2 (СО) 8.
Недолік його в грунті і кормах викликає у тварин важке захворювання «сухотку» або «лізуху».
Велике практичне значення має штучно одержуваний радіонуклід кобальту 60Со (період напіврозпаду Т1 / 2 5,27 року). Випускається цим радіонуклідом гамма-випромінювання має достатньо потужної проникаючу здатність, і «кобальтові гармати» - пристрої, забезпечені 60Со, широко використовують при дефектоскопії, наприклад, зварних швів газопроводів, в медицині для лікування онкологічних захворювань та для інших цілей. Використовується 60Со і в якості радіонуклідної мітки.

4 частина
Література.
1. Властивості елементів у двох книгах. Під загальною редакцією М. Є. Дріца. книга 2. Москва видав. Дім «Руда і метали» 2003р.
2. Хімія з сільськогосподарським аналізом. Видання 2, перероблене і доповнене. І. К. Цитович Москва «Колос» 1974р.
3. Аналітична хімія кобальту. І. В. П'ятницький Вид. «Наука» Москва 1965р.
4. "Велика енциклопедія Кирила і Мефодія 2001»
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
29кб. | скачати


Схожі роботи:
Характеристика нетипових представників груп бактерій Коротка характеристика грибів та найпрості
Товарознавча характеристика м та
Характеристика мікробів
Характеристика електродвигуна
Характеристика інтерв`ю
Характеристика сметани
Характеристика двигунів
Характеристика Греції
Характеристика готелів
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru