Загальні відомості і методи отримання
Кобальт (Со) - важкий метал сріблястого кольору з рожевим від-лівом. Оксид кобальту відомий людству з незапам'ятних часів. Він застосовувався в Стародавньому Єгипті, Вавилоні, Китаї для фарбування стекол і емалей в синій колір. У 1735 р шведський хімік Брандт по-лучіл метал, який назвав «корольком кобольди». Незабаром це на-звання було замінено на «кобольт», а потім -іа «кобальт».
s%. З магматичними процесами пов'язано утворення так на-званих ліквационних кобальтових руд. Концентруючись з гарячих підземних вод, кобальт утворює гідротермальні місцезнаходження, в яких він пов'язаний з Ni. As. S і Fe. У природі відомо більше 100 ко-бальтсодержащіх мінералів, в тому числі близько 30 власне кобаль-вих, однак широко поширені тільки 4 з них. Це кобальтин CoAsS. скутерудит CoAs 3. шмальтін-хлоантіт (Со, Ni. Fe) As 3-2 і саффлоріт (CoFe) As 2. Характерною особливістю кобальту є його здатність утворювати промислові концентрації в Місцезна-ходіння інших металів - нікелю, міді та заліза, - де він пред-ставлен як кобальтовими, так і кобальтсодержащимі рудними міні »ралами (пірит, петландіт, асболани).
Головним нсточііком промислового отримання кобальту служать нікелеві руди, що містять кобальт як домішка. Спосіб переробки різних руд залежить від їх конкретних складів. В кінцевому підсумку отримують розчин хлоридів кобальту і нікелю, що містить іоіи Cu 2+. РЬ 2+ і BF +, які беруть в облогу дією H2 S. Після цього рас-твор очищають від іона Fe 2+ і по реакції 2CoCb + NaClO + 4NaOH +; '+ H2 0 -> - 2Co (OH) 3 | + 5NaCl відокремлюють кобальт від нікелю. Чорний оса-док Со (ОН) з прокаливают для видалення води, а отриманий оксид С03О4 відновлюють воднем або вуглецем. Металевий ко-Бальт, що містить до 2-3% домішок (Ni, Fe, Сі та ін.), Може бути очищена електролізом.
Атомний номер 27, атомна маса 58,933 а. е. м. атомний об'єм 6,7-Ю -6 м 3 / моль, атомний радіус 0,125 нм, іонні радіуси Co s + 0,078 нм і Со 3+ 0,064 їм, конфігурація зовнішніх електронних Оболо-чек 3 d 7 4 s 2. потенціали іонізації кобальту J (еВ): 12,69; 27,32; 53,66. Електроотріцательіость 1,7.
Нормальний електродний потенціал реакції Со-2е * ± З 2 +
У розведених соляний і сарною кислотах кобальт повільно рас-яка творить з виділенням водню і утворенням хлориду СоС12 або сульфату CoS 04. Розбавлена азотна кислота розчиняє кобальт з виділенням окислів азоту і утворенням нітрату Co (N 03) 2. Концен-трірованная азотна кислота пасивує кобальт. Все солн кобальту добре розчинні у воді. Їдкі луги осаджують з водних рас-творити солей синій гидрооксид Со (ОН) 2.
Плавку і розливання кобальту ведуть у вакуумі, відновлювальної або захисній атмосфері. Кобальт важко деформується, однак його спо-можності до деформування можна підвищити ретельної очищенням від вуглецю і легированием 0, 1% Mg. Піддається кобальт і холодної деформації з частими (після 20% -ної деформації) відпалу при 900 ° С у вакуумі. Співвідношення а- н р -фаз в кобальті істотно впли-яет на його деформованість при холодної прокатки. Встановлено, що в процесі холодної деформації відбувається р -нж-перетворення з уве-личением складової з м п. У. гратами. Діаграма рекрісталліза-ції кобальту ие побудована, проте відомо, що наклеп найбільш пол-но знімається відпалу при 900-1000 ° С. Через високу крихкості ко-Бальт погано обробляється різанням. Коксування покращує оброблюваність різанням, але ускладнює обробку тиском.
Кобальт служить головним чином або основою, або легирующим еле-ментом в сплавах. Сплави на основі кобальту застосовують для виготов-лення деталей, що працюють при високих температурах, наприклад, ло-Паток турбореактивних двигунів. Найбільш жароміцні кобальто-ші сплави зберігають працездатність до 1100 С, коли їх межа тривалої міцності прн тривалості дії навантаження 100 ч досягає 70 МПа.
Сплави, що містять до 50% Зі з добавками Cr, Ni і Мп, мають високий опір термічній втомі. Сплави з 30 7о З, з-тримають також W, Si і С (так звані стелліта) застосовують для підвищення зносостійкості деталей машин і механізмів шляхом наплав-ки. Кобальтохромовие сплави використовують у стоматологічній тих-ніку. Широке застосування кобальт отримав в якості становить компонента магнітних матеріалів. Порошкоподібний кобальт, а так-же оксид С3 04 служать каталізаторами: особливо широко кобальт при-міняють як твердого каталізатора для реакцій між газоподібними або рідкими речовинами. Кобальтові каталізатори особ-но придатні для реакції отримання синтетичної нафти за методом Фішера-Тропша. У подібних реакціях дуже важлива ступінь розвитку поверхні матеріалу, иа якій проходить реакція. Одним з пу-тей збільшення поверхні кобальту є його отримання за ме-Тодуа Ренні, коли спочатку отримують сплав кобальту, наприклад, з алюмінієм, а потім, подрібнивши його до порошкоподібного стану, витравлюють каустичною содою.
Фгорід CoF 3 застосовують як сильний фторуючий агент. Теіарова синь і особливо силікат кобальту і калію використовують як фарби в керамічній і скляній промисловості. Солі кобальту застосовують в сільському господарств? як мікродобрив, а також для підживлення-ки тварин.