Кобалт

Руде и једињења кобалта су познати већ веома дуго и употребљавали су се претежно за бојење стакла и керамике (кобалтно плаво). У средњем веку, његова једињења су се често сматрали врло вредним рудама сребра и бакра. Међутим, пошто су се врло тешко обрађивали а због удела арсена испуштали су врло неугодне мирисе, доспели су на „зао” глас као „зачарани”. Према легенди, гномови (коболди) су појели вредно сребро а на његово мјесто оставили безвредну руду боје сребра. Поред кобалта, биле су ту и руде волфрама и никла. Ове руде су касније рудари називали погрдним именима попут „никл”, „волфрам” (у слободном преводу „вучија пена” преко латинског lupi spuma), те тако и гномова руда (коболдова руда) из чега је кобалт касније добио и име.^[3] Шведски хемичар Георг Брандт је 1735. открио овај, до тада непознат елемент, те му дао данашње име.

Физичке

Кобалт је челично-сиви, веома тврди тешки метал, густине од 8,89 g/cm³.^[5] Он је феромагнетичан са Киријевом температуром од 1150 °C^[5]. Употребљава се као додатак магнетичним рудама.^[6] Кобалт се јавља у две модификације: α-кобалт и β-кобалт. Испод 400 °C је стабилна α-модификација, кристализована у хексагонално-најгушћој кристалној структури у просторној групи P6₃/mmc и параметрима решетке a = 250,7 pm и c = 406,9 pm, као и две формулске јединице по елементарној ћелији. На температури изнад 400 °C прелази у β-облик кобалта са кубном, површински центрираном структуром и параметром решетке a = 354,4 pm.^[4]

Као типични метал, кобалт доста добро проводи топлоту и електричну струју (електрична проводљивост износи 26% проводљивости бакра^[7]).

Хемијске

У хемијским реакцијама сличан је жељезу и никлу, пошто се стајањем пасивизира (у присуству ваздуха). Раствара се само у киселинама које длују оксидирајуће. Кобалт има електродни потенцијал од −0,277 V те спада у неплемените елементе. У једињењима се јавља претежно у оксидационим стањима +2 и +3. Међутим, у неким једињењима може се јавити и у оксидационим стањима -1, 0, +1, +4 и +5. Кобалт гради велики број углавном обојених комплекса. За разлику од ковалентних једињења, код њега је оксидацијско стање +3 много чешће и стабилније од стања +2.

Изотопи

Познато је укупно 28 изотопа и 10 нуклеарних изомера кобалта између ⁴⁷Co и ⁷⁵Co. Природни кобалт се у потпуности (100%) састоји из изотопа ⁵⁹Co, те је он један од 22 једноизотопских хемијских елемената.^[8] Овај изотоп се може испитати помоћу НМР спектроскопије.

Нуклид ⁵⁷Co распада се захватом електрона на ⁵⁷Fe. При преласку на основно стање језгра-кћерке емитује гама зрачење, које има енергије од 122,06 keV (85,6%) и 14,4 keV (9,16%).^[9] Основни вид примене изотопа ⁵⁷Co је у Месбауеровој спектроскопији за разлучивање између дво- и тровалентног жељеза.

Најдуговечнији радиоактивни изотоп кобалта је ⁶⁰Co (кобалт-60 са спином од 5⁺), који има време полураспада од 5,27 година а распада се прво бета-распадом преко побуђеног стања те затим емисијом гама-зрака (два гама кванта енергија 1,17 и 1,33 MeV^[10]) прелази у основно стање нуклида (спин 0⁺) који се распада на ⁶⁰Ni (са спином 4⁺). Из тог разлога ⁶⁰Co се употребљава као извор гама зрачења за стерилизацију или конзервирање намирница као и за испитивање материјала (зрачењем) и у терапијама рака („кобалтна терапија”).^[11] У медицини се такође могу користити и други изотопи попут ⁵⁷Co или ⁵⁸Co као трејсери.^[5]

Изотоп ⁶⁰Co се добија искључиво путем активирања ⁵⁹Co помоћу неутрона. Као извор неутрона за добијање мањих количина служе изотопи који се спонтано распадају као што је ²⁵²Cf, dok se za pravljenje većih količina koriste peleti ⁵⁹Co постављени у ток неутрона у нуклеарним реакторима. Настанак изотопа ⁶⁰Co из ⁵⁹Co pод дејством неутронског бомбардовања може се потенцијални злоупотребити и за појачавање деловања атомског оружја, код којег долази до емисије неутрона. Такво атомско оружје где је нуклеарна бојева глава окружена слојем кобалта назива се кобалтна бомба. При детонацији те бомбе настају снажни гама емитери, те околина постаје много јаче контаминирана него што би била озрачена обичном атомском бомбом.^[12] Ако се изотоп ⁶⁰Co не одлаже и складишти према прописима, него се истопи са обичним кобалтом те преради у металне производе и челик, може се десити да тако произведени метални или челични производи буду знатно радиоактивни.^[13][14]

У Вуовом експерименту изведеном 1956. кориштен је изотоп ⁶⁰Co када је помоћу парадокса паритета (парности) откривена сила слабе интеракције.^[15]

Заступљен је у земљиној кори у количини од 20 ppm (енг. parts per million) у облику два минерала: Смалтита и кобалтита које обично прате руде бакра и никла

Несиметричне соли кобалта нпр. K₃CoO₄ имају јаке феромагнетске особине и користе се у електроници. Комплексна једињења карбоникла и фосфини користе се као катализатори многих органских реакција. Раствори соли кобалт (II) i (III) имају крваво-црвену, и плаву боју и користе се у производњи боја.

Кобалт је активатор бројних ензима у живим организмима. Витамин B₁₂ (утиче на количину хемоглобина и број црвених крвних зрнаца у крви), садржи у својој структури кобалт који је координативно везан са органским делом молекула и једним CN^- јоном. Ипак минималне дневне потребе за кобалтом су веома мале 0,05 ppm.

Кобалт на Викимедијиној остави.

• Cobalt at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Centers for Disease and Prevention – Cobalt
• The Cobalt Institute
• Responsible Cobalt Institute Архивирано на сајту Wayback Machine (7. март 2021)