Kobalt

Kobalt — kimyoviy elementlar davriy jadvalining to‘rtinchi davrning to‘qqizinchi elementi. Formulasi Co. Kobaltning formulasi, uning lotincha nomi – «Cobaltum»ning dastlabki ikki harfidan kelib chiqqan bo‘lib, u olmon tilidagi «kobold» — «uy pakanasi», «uy gnomi» ma’nolarini angltadi.

Oddiy modda sifatidagi kobalt Co – oqish, lekin biroz sarg‘ishga tortadigan kumush rangli modda.  U ikki xil kristall modifikatsiyalrga ega, bular: geksagonal zich strukturali kobalt – α-Co , hamda, kubsimon panjarali strukturali kobalt bo‘lmish β-Co.

Tarixi va atama etimologiyasi.

Kobaltli birikmalar insoniyatga qadimdan ma’lumdir. Chunonchi qadimgi Misr ehromlarida, moviy kobaltli oynalar, emal, hamda bo‘yoqlar topilgan. Masalan Tutanhamon sag‘anasidan sayqallangan moviy kobaltli oyna qoldiqlari juda ko‘p miqdorda topilgan bo‘lib, lekin ularga haqiqatan ham inson ishlov berganmi, yoki, bu tabiiy ta’sirlar natijasida shunday holatga kelganmi, hozircha noma’lum. (Kobaltli moviy bo‘yoqlarni tayyorlashning zamonaviy usuli 1800-yillar atrofida yuzga kelgan). Tog‘-kon hududlarida yashovchi va asosan konchilik bilan kun kechiruvchi qadimgi Yevropa xalqlari, rudalardagi o‘z tarkibida mishyak va kobalt tutgan bir mineralni ham, qadimgi afsonalarda uchraydigan tog‘ (kon) jini nomiga ko‘ra Kobold deb atashgan. Bu mineral qiziganida, uning tarkibidan zaharli mishyak oksidlari ajralib chiqib, rudani eritish bilan shug‘ullanuvchi temirchi va boshqa ustalarni zaharlagan. Ushbu zaharlanish hodisasini ham odamlar o‘sha tog‘ jinining qilmishi sifatida qarashgan.

O‘sha mineralni diqqat bilan o‘rganib chiqqan shved mineralogi Georg Brandt, 1735-yilda undan sof holdagi kobaltni ajratib olishga muvaffaq bo‘ladi. U shuningdek, oynalarga moviy rang bag‘ishloivchi unsur aynan ushbu kimyoviy element ekanligini ham aniqladi. (Uning bu xossasidan qadimgi Ossuriya va Bobilda ham foydalanilgani ma’lum).

 

Tarqalganligi.

Kobaltning yer qobig‘idiagi massa ulushi 4·10⁻³ % ni tashkil etadi. U ko‘plab minerallar tarkibiga kiradi. Xususan, karolit (CuCo₂S₄), linneit (Co₃S₄), kobaltin (CoAsS), sferokobaltit (CoCO₃), smaltin (CoAs₂), skutterudit (Co,Ni)As₃ va boshqalar tarkibida kobalt atomlari mavjud bo‘ladi. Hozirgi kunda ilm-fanga kobaltli minerallarning jami bilan 30 ga yaqin turi ma’lum. Odatda kobaltga temir, mis, xrom, nikel va marganets elementlari yo‘ldosh bo‘ladi. Dengiz va okeanlar suvidagi kobalt miqdori taxminan (1,7)·10⁻¹⁰ % deb baholanadi.

Asosiy konlari.

Hozirda eng ko‘p miqdorda kobalt konlariga ega bo‘lgan mamlakat Kongo Demokratik Respublikasi hisoblanadi. Kongo DR shuningdek kobalt eksporti bo‘yicha dunyoda yetakchi mamlakatdir. Shuningdek, Zambiya, Qozog‘iston, Rossiya, Fransiya, Kanada va AQSh hududlarida ham kobalt konlari mavjud.

Olinishi.

Kobaltni asosan nikel rudalaridan ajratib olinadi. Bunda nikelli rudaga ammiak yoki, oltingugurt kislotasi bilan ishlov beriladi. Shuningdek, pirometallurgiya usulidan ham foydalaniladi. Xossalariga ko‘ra kobaltga yaqin bo‘lmish nikeldan, kobaltni ajratib olish uchun xlordan foydalaniladi. Bunda kobalt xlorati (Co(ClO₃)₂) cho‘kindi sifatida cho‘kib, nikelli birikmalar esa, eritma tarkibida saqlanib qoladi.

Izotoplari.

Tabiatda kobaltning faqat bitta barqaror ⁵⁹Co izotopi mavjud bo‘lib, uning tarqalganligi tabiiyki 100% ni tashkil qiladi. Bundan tashqari kobaltning 22 xil radioaktiv izotoplari ma’lum.

Kobaltning fizik xossalari.

Kobalt – ikki xil modifikatsiyada mavjud bo‘ladigan qattiq metall. Xona haroratidan to 427 °C haroratgacha bo‘lgan intervalrda kobaltning α-modifikatsiyasi, 427 °C darajadan boshlab toki erish harorati bo‘lmish 1494 °C darajagacha esa kobaltning β-modifikatsiyasi barqaror bo‘ladi. Kobalt – ferromagnetik bo‘lib, Kyuri nuqtasi 1121 °C ni tashkil etadi.  Unga sarg‘ish rang bag‘ishlovchi narsa esa, kobalt sirtida hosil bo‘ladigan oksidlarning yupqa qatlamidir.

Kimyoviy xossalari.

• Havoda kobalt 300 °C dan yuqori haroratlarda oksidlanadi.
• Xona haroratidagi barqaraor kobalt oksidi, shpinel strukturali murakkab oksid bo‘lmish Co₃O₄ ko‘rinishida bo‘ladi. Uning kristall struktirasidagi tugunlaridan bir qismini Co²⁺ ionlari, boshqa qismini esa Co³⁺ ionlari egallagan bo‘ladi. Bunday oksid 900 °C dan yuqori haroratlarda CoO hosil bo‘lishi bilan parchalanadi.
• Yuqori haroratlarda CoO oksidning α- va β- shakllarini olish mumkin.
• Kobaltning barcha oksidlari vodorod orqali tiklanadi:

Co₃O₄ + 4H₂ → 3Co + 4H₂O

Kobalt (III) oksidini, kobaltli birikmalarni qizdirish orqali olish mumkin. Masalan:

4Co(OH)₂ + O₂ → 2Co₂O₃ + 4H₂O

Boshqa birikmalari:

• Kobalt qizdirilganda galogenlar bilan reaksiyaga kirishadi:

2Co + 3F₂ → 2CoF₃

Co + Cl₂ → CoCl₂

• · Oltingugurt bilan kobalt 2 xil turdagi CoS modifikatsiyalarini hosil qiladi. Ulardan birinchisi sarg‘ish-kumushsimon rangli α-shakl bo‘lib, uni kukunlarni eritishda hosil qilinadi; va ikkinchisi qora rangdagi β-shakl bo‘lib, uni eritmalardan cho‘kindi tarzida hosil qilinadi.

  · Serovodorod atmosferasida qizdirish orqali murakkab sulfid Со₉S₈ olinadi.

  · Kobalt kimyoviy birikma hosil qilmasdan ham vodorodni eritishi mumkin. Bilvosita usul bilan kobaltning ikki xil stexiometrik gidridlari СоН₂ va СоН sintez qilingan:

  · Boshqa oksidlovchi elementlar, xususan uglerod, azot, fosfor, selen, bor, kremniy kabilar bilan ham kobalt murakkab birikmalar hosil qiladi va odatda aralashma holida bo‘ladigan bunday birikmalardagi kobalt elementi 1, 2 va 3 – oksidlanish darajalarini namoyon qiladi.

  · Kobaltning CoSO₄, CoCl₂, Со(NO3)₂ tuzlarining eritmalari suvda och pushti rang hosil qiladi. Kobaltning spirtlardagi eritmalari to‘q-ko‘k rangda bo‘ladi. Kobaltning ko‘p tuzlari eruvchan emas.

  · Kobalt (asosan ammiak bilan) kompleks birikmalar hosil qiladi.

  Uning nisbatan barqaror komplekslari sariq rangli [Co(NH₃)₆]³⁺ tuzlari va qizil yoki pushti rangli [Co(NH₃)₅H₂O]³⁺ tuzlaridir.

  · Kobalt shuningdek CN⁻, NO2⁻ va boshqalar asosida ham komplekslar hosil qiladi.

Qo‘llanilishi.

• Po‘latni kobalt bilan legirlash orqali uning issiqqa bardoshliligi hamda mexanik xossalari orttiriladi. Tarkibida kobalt bo‘lgan qotishmalardan, ishlov beruvchi uskunalar ? parma, arra va shu kabilar tayyorlanadi.
• Kobaltli qotishmalarning magnit xossalari, magnit yozuvlari sohasida, shuningdek, elektromotor hamda, transformatorlarning o‘zaklarida qo‘llaniladi.
• Doimiy magnit ishlab chiqarish uchun, tarkibida 50% gacha kobalt, hamda, vanadiy va xrom tutgan qotishma tayyorlanadi.
• Shuningdek kobalt kimyoviy reaksiyalar uchun (masalan ammiak ishlab chiqarishda) katalizator sifatida ham qo‘llanadi.
• Litiy-kobalt, litiyli batareyalar ishlab chiqarishda, yuqori samaradorlikka ega bo‘lgan musbat elektrod sifatida qo‘llaniladi.
• Kobalt silitsidi juda yaxshi termoelektr xossalariga ega bo‘lib, undan termoelektr generatorlari ishlab chiqarishada foydalaniladi.
• Yarim yemirilish davri 5.271 yil bo‘lgan kobalt-60 radioaktivi, tibbiyotda hamda, gamma-defektoskopiyada qo‘llaniladi.
• Shuningdek radioaktiv kobalt ⁶⁰Co, radioizotop energiya manbalari uchun yoqilg‘i sifatida qo‘llaniladi.

Biologik ahamiyati.

Kobalt – organizm uchun o‘ta zarur bo‘lgan mikroelemntlardan biridir. U vitamin B₁₂ – (kobalamin) tarkibiga kiradi. Kobalt elementi organizmdagi qon hosil bo‘lishida, asab tizimi faoliyatida, hamda jigar ishida, shuningdek, ferment reaksiyalarida ishtirok etadi. Odam tanasining kundalik kobalt ehtiyoji 0,007-0,015 mg ni tashkil etadi. Inson tanasi vaznining har bir kilogramm ulushiga o‘rtacha 0.2 mg kobalt miqdori to‘g‘ri keladi. Organizmda kobalt yetishmasligidan akobaltoz nomli kasallik kelib chiqadi.

Shuningdek organizmda kobaltning me’yoridan ortib ketishi ham xavflidir.

XX-asrning 60-yillarida  sharob (pivo) ishlab chiqaruvchi ba’zi korxonalar, quyish, to‘kish jarayonlarida yuzaga keladigan ko‘piklashish holatini barqarorlashtirish uchun kobalt tuzlaridan foydalanishar edi. Natijada esa, bunday usul yordamida tayyorlangan sharob mahsulotlarini muntazam iste’mol qilgan kishilarda, yurak va jigar borasida jiddiy nojo‘ya ta’sirlar kuzatildi va ularning aksariyati iste’molchining o‘limi bilan yakunlandi. Shu tufayli, kobalt moddasidan ichimlik ishlab chiqarishda foydalanish ko‘plab mamlakatlarda qonun bilan ta’qiqlangan.

Kobalt changining havodagi ruxsat etilgan chegaraviy konsentratsiyasi 0,5 mg/m³ . ichimlik suvi tarkibidagi kobalt tuzlarining ruxsat etilgan chegaraviy konsentratsiyasi 0,01 mg/l.

Kalamushlrda sinab ko‘rilgan chegaraviy toksik dozasi 50 mg. Kobaltning ayniqsa Со₂(СО)₈ kobalt oktakarbonil bug‘lari ko‘rinishi eng toksik xossalarni namoyon qiladi.

 

Jahon bozoridagi 1 kg kobalt narxi o‘rtacha 26 AQSH dollariga baholangan (10-yanvar 2015 yil holatiga).

Umumiy ma’lumotlar
Nomi	Kobalt;
Formulasi	Co
Raqami	27, 4-davr, VIIIB guruh;
Kashf etgan olim.	Georg Brandt.
Kashf etilgan sana	1735-yil,
Kashf etilgan davlat	Shvetsiya;
Atom xossalari
Atom raqami	58,933195(54) m.a.b. (g/mol);
Elektron konfiguratsiyasi	[Ar] 3d7 4s2
Atom radiusi	125 pm;
Kimyoviy xossalari
Kovalent radiusi	116 pm;
Ion radiusi	(+3e) 63 (+2e) 72 pm;
Elektromanfiyligi	1,88 (poling shkalasi bo‘yicha);
Elektrod potensiali	E0(Co2+/Co) = −0,277 V;
Oksidlanish darajasi	3, 2, 0, −1
Ionizatsiya energiyasi (birinchi elektron)	758,1 kJ/mol;( 7,86 eV);
Termodinamik xossalari
Zichligi (m.sh.)	8,9 g/sm3;
Erish harorati	1768 K;
Qaynash harorati	3143 K;
Solishtirma erish issiqligi	15,48 kJ/mol;
Solishtirma bug‘lanish issiqligi	389,1 kJ/mol;
Molyar issiqlik sig‘imi	24,8 kJ/(K·mol);
Molyar hajmi	6,7 mol/sm3;
Issiqlik o‘tkazuvchanligi	(300 K) 100 Vt/(m·K);
Debay harorati	385 K;
Struktura panjarasi shakli	Geksagonal;
Panjara parametrlari	a=2,505 c=4,089 Å;
c/a nisbati	1,632

---