Kobalt

27 vas ← kobalt → nikkel - ↑ Co ↓ Rh 27 Co Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	kobalt, Co, 27
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	9, 4, d
Megjelenés	fémes szürke árnyalattal
Atomtömeg	58,933200(9) g/mol
Elektronszerkezet	[Ar] 3d7 4s2
Elektronok héjanként	2, 8, 15, 2
Fizikai tulajdonságok
Sűrűség (szobahőm.)	8,90 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	7,75 g/cm³
Olvadáspont	1768 K (1495 °C, 2723 °F)
Forráspont	3200 K (2927 °C, 5301 °F)
Olvadáshő	16,06 kJ/mol
Párolgáshő	377 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 24,81 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1790 1960 2165 2423 2755 3198
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs állapotok	2, 3 (amfoter oxid)
Elektronegativitás	1,88 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 760,4 kJ/mol
	2.: 1648 kJ/mol
	3.: 3232 kJ/mol
Atomsugár	135 pm
Atomsugár (számított)	152 pm
Kovalens sugár	126 pm
Egyebek
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 62,4 nΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 100 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(25 °C) 13,0 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 4720 m/s
Young-modulus	209 GPa
Nyírási modulus	75 GPa
Bulk modulusz	180 GPa
Poisson-arányszám	0,31
Mohs-keménység	5,0
Vickers-keménység	1043 MPa
Brinell-keménység	700 HB
CAS-szám	7440-48-4
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A kobalt izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 56Co mest. 77,27 d ε 4,566 56Fe 57Co mest. 271,79 d ε 0,836 57Fe 58Co mest. 70,86 d ε 2,307 58Fe 59Co 100% Co stabil 32 neutronnal 60Co mest. 5,2714 év β- 2,824 60Ni
Hivatkozások

A kobalt (régi magyar nevén: kékleny vagy kobany, latinul: Cobaltum) a periódusos rendszer kémiai eleme, az átmenetifémek közé soroljuk. Kemény, csillogó, ezüstszürke. Rendszáma 27, vegyjele Co. A 4. periódusban, a 9. mellékcsoportban található. Megtalálható különböző ércekben, a nagy ellenállóképességű, mágneses ötvözetek fontos alkotóeleme. Vegyületeit általában tintákhoz, festékekhez és lakkokhoz használják fel.

Általános jellemzői

Kobalt minta

A kobalt elemi állapotában szürkés-ezüstös színű és mágneses. Azonban nem fordul elő a természetben elemi állapotban, legtöbbször vegyületeiben található meg. Kis mennyiségben sziklákban, termőföldben, vízben, növényekben és állatokban is előfordul. Curie-pontja 1388 °K 1,6~1,7 Bohr magneton per atommal. Sűrűn a nikkellel társul, mindkettő jellemző eleme a vasmeteoritoknak. Az emlősöknek szükségük van kis mennyiségű kobaltra, mivel a kobalt a B₁₂-vitamin alapja. Vegyületei jellegzetesen bíborvörös színűek vizes közegben, illetve kristályvizes sókként. Szerves vegyületei, vagy vízmentesített sói viszont kék színűek - ez a sajátságos tulajdonság a kobalt azonosítására is felhasználható.

Kémiai reakciói

Reakciói levegőn

Szobahőmérsékleten stabil a felületén kialakult védő oxidréteg miatt. Fölös mennyiségű oxigénben hevítés hatására Co₃O₄, kevés oxigén hatására CoO keletkezik, nitrogénnel közvetlenül nem reagál.

$\mathrm{3\ Co + 4 \ O_2 \rightarrow 2 \ Co_3O_4}\,\!$

Reakciója vízzel

Vízzel csak vörösizzás hőmérsékletén reagál, CoO keletkezik:

$\mathrm{\ Co + H_2O \rightarrow \ CoO + H_2}\,\!$

Reakciója halogénekkel

A fluor a hármas oxidációs számú CoF₃-dá oxidálja, a többi halogén csak dihalogeniddé:

$\mathrm{2 Co + 3 F_2 \rightarrow 2 CoF_3}\,\!$

$\mathrm{Co + Cl_2 \rightarrow CoCl_2}\,\!$

$\mathrm{Co + Br_2 \rightarrow CoBr_2}\,\!$

$\mathrm{Co + I_2 \rightarrow CoI_2}\,\!$

Izotópjai

A természetben előforduló kobalt monoizotóp, az egyetlen stabil izotóppal, az ⁵⁹Co -tal. Azonban 22 radioaktív izotópját ismerjük. A legstabilabb a ⁶⁰Co 5,2714 éves, a ⁵⁷Co 271,79 napos, a ⁵⁶Co 77,27 napos és a ⁵⁸Co 70,86 napos felezési idővel. A többi izotópjának felezési ideje kevesebb 18 óránál, azonban ezekből a legtöbbnek még 1 másodpercnél is kevesebb. A kobaltizotópok atomtömege 50 ATE/u-től (⁵⁰Co) 73-ig (⁷³Co) terjed.

Előállítása

Aluminontermikus úton redukálják:

$\mathrm{3 Co_3O_4 + 8 Al \rightarrow 9 Co+4 Al_2O_3}\,\!$

Felhasználása

• Ötvözetek
  • Szuperötvözetként, gázturbinás repülők hajtóműveinek részeként
  • Rozsdásodásálló ötvözetként
  • Gyorsacélokhoz
  • Karbidként
• Mágnesek, mágnesháttértárak
  • Al-Ni-Co mágnesként
  • Szamárium-kobalt mágnesként
• Katalizátorként
• Galvanizációban (nem oxidálódik)
• Szárító közegként festékekhez, lakkokhoz, tintákhoz
• Alapozó festésként porcelánlakkokhoz
• Színezékként (kobaltkék, kobaltzöld)
• Lítium-ion akkumulátor elektródájaként
• Acélövezetű gumiabroncsoknál