domingo, 30 de octubre de 2016

COBALTO

Fue descubierto por Brandt hacia 1735. Es un elemento químico de número atómico 27 y símbolo Co situado en el grupo 9 de la tabla periódica de los elementos.

Se le denominaba kobold en la Edad Media por los mineros que consideraban este metal sin valor y tenían la creencia de que un duende (un kobold) lo ponía en sustitución de la plata que había robado.3 En el diccionario castellano del siglo XVIII aparece como cobalt.

El mineral cobalto es raro encontrarlo aislado. Se encuentra en la corteza en un 2,5x10-3% en peso.  Sus minerales más importantes son la cobaltina, esmaltina y la eritrina [Co3(AsO4)2.8H2O].

 Se encuentra frecuentemente asociado con minerales de:

 Níquel (forbesita [(Ni,Co)HAsO4]
Annabergita [Ni3(AsO4)2.8H2O]
Siegenita [(Co,Ni)3S4])
Plata (yacimientos hidrotermales:
Hauchecornita [(Ni,Co,Bi)4(S,Sb)3])
Plomo (galena PbS)
Cobre (carrollita [CuCo2S4, junto a calcosina (Cu2S) y calcopirita (FeCuS2), bloquita [(Ni,Co,Cu)Se2), hierro (vivianita [Fe3(PO4)2.8H2O, vallamaninita[(Ni,Cu,Co,Fe)(S,Se)2], mispiquel [FeAsS]).

De ellos se obtiene como subproducto. También se encuentra en nódulos manganosos del fondo del mar y en meteoritos.

Se obtiene como subproducto en la obtención del cobre.

El cobalto es un metal plateado, duro, quebradizo, muy parecido al hierro y níquel. Ferromagnético, con un punto de Curie  de 1150ºC.

(*)Temperatura o punto de Curie: temperatura por encima de la cual una sustancia ferromagnética pierde sus propiedades características y empieza a comportarse como paramagnética.

Su permeabilidad magnética es 2/3 de la el hierro.

Su conductividad eléctrica es 1/4 de la del cobre.

Estable al aire y el agua a temperatura ambiente. Sin embargo, pulvurento y puro puede autoinflamarse. Al calentarlo arde.

Reacciona fácilmente con los halógenos y elementos del grupo del nitrógeno. Se disuelve fácilmente en ácidos oxidantes diluidos; los oxidantes concentrados dan lugar a una capa de pasivación que lo protegen. 

Los ácidos no oxidantes lo atacan lentamente.

Presenta dos formas alotrópicas a (hexagonal) y b (cúbica), produciéndose la transición hacia los 400º C.

Con hierro, níquel, cobre y aluminio forma la aleación Álnico con interesantes propiedades magnéticas y que se usa en la fabricación de imanes permanentes como los que se utilizan en altavoces.

Con cromo, wolframio se obtienen aleaciones empleadas en herramientas que trabajan a alta velocidad, de corte, troqueles, taladros: Stellites, muy resistentes a la fricción.

Fabricación de otros aceros magnéticos, inoxidables y los que se emplean en la construcción de turbinas de avión y de generadores. Aceros quirúrgicos.

Otro uso es el cromado ya que produce superficies duras y resistentes a la oxidación.

Como catalizador (junto con torio) en el proceso de Fischer-Tropsch, de síntesis de hidrocarburos a partir de monóxido de carbono e hidrógeno.

El isótopo artificial Cobalto-60 es un fuente importante de rayos gamma que se utiliza para determinar el estado de materiales (gammagrafías) y en radioterapia.

Entre sus compuestos:

Las sales de cobalto y potasio (silicatos y aluminatos) se han empleado para la obtención de colores azules (azul de Sevres y Thenard) en porcelanas, vidrios, alfarería, azulejos y esmaltes.

El óxido de cobalto (II) se utiliza en la industria del vidrio, porcelana y esmaltes.

Una solución de cloruro de cobalto (II) se utiliza como tinta que cambia de color según las condiciones de humedad (anhidro es azul e hidratado es rojo). 

Otros usos importantes son la síntesis de vitamina B12 y catalizadores.

El cobalto es el átomo central en la vitamina B12, por lo que es un oligoelemento importante. Algunas carencias minerales en animales se han corregido mediante la administración cuidadosa de sales de cobalto (cloruro, sulfato, acetato o nitrato). Los suelos con un contenido en cobalto de 0,13 a 0,30 ppm son adecuados para la nutrición animal.


La exposición a los vapores o polvo del metal no debe sobrepasar de 0,05 mg/m3.


Propiedades del cobalto

Los metales de transición, también llamados elementos de transición es el grupo al que pertenece el cobalto. En este grupo de elementos químicos al que pertenece el cobalto, se encuentran aquellos situados en la parte central de la tabla periódica,  en el bloque d. 

Entre las características que tiene el cobalto, así como las del resto de metales de transición es la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. 

Propiedades de este tipo de metales, son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.

El estado del cobalto en su forma natural es sólido (ferromagnético). 

El cobalto es un elemento químico de aspecto metálico con tono gris. El símbolo químico del cobalto es Co. El punto de fusión del cobalto es de 1768 grados Kelvin o de 1495,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cobalto es de 3200 grados Kelvin o de 2927,85 grados celsius o grados centígrados.

VER: Cobalto



Usos del cobalto

El cobalto es un metal duro, es ferromagnético, sus posibles usos:

. El óxido de cobalto de litio se utiliza como un electrodo en baterías de litio. 

- Las baterías recargables de níquel-hidruro metálico (NiMH) también contienen algo de cobalto.

- Pinturas, barnices y tintas se pueden hacer con cobalto para conseguir determinados colores.

. El cobalto se suele añadir a las aleaciones para crear lo que se conoce como superaleaciones. Estas aleaciones tienen una temperatura estable por lo que son ampliamente utilizados en motores a reacción y turbinas de gas. 

Estas aleaciones se utilizan también en las caderas y rodillas protésicas cuando se necesitan estos tipos de implantes. Algunos dientes postizos se realizan con cobalto para evitar alergias al níquel. Los imanes permanentes también están hechos de aleaciones de cobalto.

. Varios compuestos de cobalto son muy importantes en la industria, ya que actúan como catalizadores, acelerando las reacciones químicas. Los combustibles líquidos y polímeros se obtienen mediante el uso de catalizadores de cobalto.

. Es posible crear una bomba nuclear utilizando cobalto-59. La explosión sería muy pequeña, pero el área afectada se contaminaría con los residuos radiactivos durante algún tiempo.

. El cobalto-60 se utiliza en medicina para producir rayos gamma. Éstos se utilizan en radioterapia, esterilización de material médico y de desecho, para esterilizar alimentos y para medir la densidad de un objeto.

. El cobalto-57 también se utiliza en medicina. Se puede utilizar para calcular qué cantidad de vitamina B12 está presente en el organismo.

. Las capas base para esmaltes de porcelana están hechos de cobalto.

. Algunas joyas y cubertería están galvanizadas (recubiertas) con cobalto, ya que es duro y resistente a la oxidación.

Propiedades atómicas del cobalto

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el cobalto dentro de la tabla periódica de los elementos, el cobalto se encuentra en el grupo 9 y periodo 4. El cobalto tiene una masa atómica de 58,933200 u.

La configuración electrónica del cobalto es [Ar]3d74s2. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del cobalto es de 135 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 152 pm y su radio covalente es de 126 pm.

Características del cobalto

A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el cobalto.

Cobalto

Símbolo químico         Co
Número atómico         27
Grupo        9
Periodo      4
Aspecto     metálico con tono gris
Bloque       d
Densidad   8900 kg/m3
Masa atómica    58.933200 u
Radio medio       135 pm
Radio atómico    152
Radio covalente 126 pm
Configuración electrónica    [Ar]3d74s2
Estados de oxidación  5, 4 , 3, 2, 1, -1 (anfótero)
Estructura cristalina    hexagonal
Estado       sólido
Punto de fusión 1768 K
Punto de ebullición     3200 K
Calor de fusión   16.19 kJ/mol
Presión de vapor         175 Pa a 1768 K
Electronegatividad      1.88
Calor específico  420 J/(K·kg)
Conductividad térmica         100 W/(K·m)

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