Zwykły człowiek niezwiązany z chemią i medycyną z reguły ma niejasne pojęcie o znaczeniu kob altu dla jego życia i zdrowia. Innym powodem, dla którego trudno nam wyjaśnić, czym jest kob alt, jest jego rzadka dystrybucja w przyrodzie. Tylko 0,004% - to jego zawartość w skorupie ziemskiej. Jednak metal i jego związki są aktywnie wykorzystywane w metalurgii, rolnictwie i medycynie. W naszym artykule poszerzymy nasze rozumienie roli kob altu w przemyśle, a także zajmiemy się jego funkcjami w organizmie człowieka.
Miejsce pierwiastka w układzie okresowym
Jakie miejsce zajmuje kob alt w układzie okresowym? Właściwości pierwiastków chemicznych, w tym metalu, który rozważamy, zależą od ich pozycji w tabeli D. I. Mendelejewa. Znajduje się w grupie VIII b (w krótkiej formie tabeli - w żelaznej triadzie grupy VIII). Podobnie jak żelazo i nikiel, w jego atomie na ostatnim poziomie energii znajdują siędwa elektrony, co wskazuje, że metal należy do pierwiastków d i określa jego główne cechy. Metal ma dwie wartościowości - II i III. Charakteryzuje się również zjawiskiem alotropii, modyfikacje metali mogą mieć strukturę sześcienną lub heksagonalną.
Co to jest kob alt?
Jakie są fizyczne właściwości pierwiastka? Z wyglądu jest to metal o wysokiej twardości i właściwościach magnetycznych. Srebrzysty połysk, plastyczność i stabilność termiczna to niektóre z fizycznych cech pierwiastka, które są również nieodłączne dla jego dwóch pozostałych sąsiadów w układzie okresowym - niklu i żelaza. Ani tlen, ani woda nie oddziałują na kob alt w zwykłych temperaturach. Jego związki, takie jak sm alta, od dawna są znane jako substancje używane do produkcji niebieskiego witrażu i kolorowej ceramiki.
Kob alt jest typowym metalem podobnym pod względem właściwości chemicznych do żelaza. Jakie są cechy jego tlenków, zasad i soli?
Związki dwuwartościowego i trójwartościowego kob altu
Zdolność do tworzenia złożonych soli jest główną cechą wyróżniającą atomy Co(III). Substancje te są niestabilne, liczba kob altowa zawartego w nich kob altu jest zawsze równa sześciu. Mają wysoką moc utleniającą. Średnie sole, np. CoCL3 lub Co2(SO4)3 łatwo przekształca się w sole, w których kob alt jest już metalem dwuwartościowym. Jego bezwodne związki mają niebieski kolor, a krystaliczne hydraty i roztwory -różowy. W przeciwieństwie do innych zasad, trójwartościowy wodorotlenek kob altu podczas interakcji z kwasem solnym nie tworzy soli i wody, ale uwalnia z niej wolny chlor. Zasadę metalu dwuwartościowego w postaci niebieskiego osadu otrzymuje się przez bezpośrednią reakcję odpowiedniej soli z zasadą. Podajmy opis właściwości kob altu, który wchodzi w skład stałych roztworów metali w sobie - stopów.
Nadaje materiałowi wyjątkowe parametry techniczne odporności na wysokie temperatury, twardości, odporności na ścieranie i korozję. Stopy zawierające kob alt są wykorzystywane w przemyśle obronnym, rakietach i chemii w obiegu zamkniętym. W produkcji narzędziowych gatunków stali, materiałów o właściwościach magnetycznych, kob alt jest również stosowany jako dodatek stopowy. Właściwości tych stopów żelaza znacznie różnią się od konwencjonalnych stali nierdzewnych zawierających tylko chrom lub nikiel.
Zastosowanie kob altu w inżynierii
Około jedna trzecia całego metalu produkowanego na świecie trafia do produkcji cermetów – sztucznych materiałów kompozytowych. Węglik wolframu służy w nich jako solidna baza, a kob alt działa jako składnik wiążący i mocujący. Jest to również strategiczny surowiec do produkcji turbin silnikowych w przemyśle lotniczym.
W czystej postaci metal praktycznie nie jest używany, ale użycie kob altu w mieszaninie z innymi pierwiastkami (żelazo, miedź, wolfram i chrom) jest szeroko rozpowszechnione w różnychbranże. Stop stellitowy, zawierający do 60% kob altu, charakteryzuje się podwyższoną odpornością cieplną i twardością, jest niezbędnym materiałem do produkcji frezów i wierteł w produkcji narzędzi. Pierwiastki stopowe, takie jak wolfram i molibden, poprawiają jego działanie. Stop Vitalium, który ma wysoką odporność na odkształcenia plastyczne, zawiera również kob alt. Związek charakteryzuje się następującymi właściwościami: żaroodporność i kwasoodporność, stosuje się go w produkcji aparatury chemicznej: kolumny syntezowe, aparatura destylacyjna. Rola stopów w przeciwdziałaniu różnego rodzaju korozji jest ogromna, np. części i mechanizmy wykonane ze stellitu są odporne na zniszczenie podczas ruchów oscylacyjnych i trących powierzchni mechanicznych w silnikach spalinowych.
Metody pozyskiwania kob altu
Różne sektory gospodarki wymagają stosowania materiałów zawierających kob alt. Przyczynia się to do wzrostu wydobycia rud i minerałów, a mianowicie: kob altu i połysku. W skład tych skał wchodzi również arsen, co wymusza stosowanie zwiększonych środków bezpieczeństwa w procesach wytopu metali. Główną metodą otrzymywania kob altu jest pirometalurgia, stosuje się również metodę obróbki rudy kwasem siarczanowym. Najbardziej obiecujące są złoża rud krzemianowo-tlenkowych, pirytu i pentlandytu w Chinach, Rosji (na Półwyspie Kolskim, w Republice Tuwy i Terytorium Krasnojarskim) oraz w Kanadzie.
Zastosowanie metalu w rolnictwie imedycyna
Niektóre ważne właściwości pierwiastka śladowego kob altu przyczyniają się do jego wykorzystania np. w produkcji roślinnej w celu zwiększenia masy wegetatywnej roślin. U lucerny, łubinu, koniczyny i innych cennych traw pastewnych z rodziny motylkowatych włącza się w reakcje enzymatyczne wiązania azotu, które zachodzą przy pomocy bakterii brodawkowych. Brak mikroelementu objawia się takimi objawami jak przebarwienia blaszek liściowych i ich utrata zdolności do fotosyntezy, spowolnienie procesów wzrostu i zakłócenie całego cyklu rozwojowego roślin. Nadmierna zawartość kob altu jest możliwa z powodu naruszenia norm dotyczących wprowadzania mikronawozów. Ponieważ jego związki są dobrze rozpuszczalne w wodzie, natychmiast dostają się do ksylemu i poprzez elementy przewodzące (wiązki włóknisto-naczyniowe) dostają się do mezofilu liści, powodując ich przebarwienia i więdnięcie. Najbardziej wrażliwe na nadmiar mikroelementów są uprawy zbóż: owies, jęczmień, ryż.
Biochemia o roli związków kob altu
Dział biologii, który bada żywą materię na poziomie molekularnym i komórkowym, ustalił ważną funkcję tego pierwiastka chemicznego. Wchodzi w skład niebiałkowej części substancji biologicznie czynnych – enzymów i hormonów. Na przykład kob alt w ludzkim ciele znajduje się w cząsteczkach tyroksyny wytwarzanych przez tarczycę i kontrolujących procesy metaboliczne. Innym ważnym hormonem regulującym poziom glukozy we krwi jest insulina. Jest wydzielany przez komórki β wysp Langerhansa trzustki, a także zawiera związki kob altu. Niewystarczająca podażpierwiastek w ludzkich komórkach i narządach obserwuje się podczas przejścia od żywienia mieszanego do wegetarianizmu, z inwazjami robaków i chorobami układu pokarmowego. Jak widać kob alt jest pierwiastkiem śladowym, który poważnie wpływa na poziom homeostazy w organizmie człowieka.
Znaczenie pierwiastka chemicznego w metabolizmie
Hematopoeza, przeprowadzana przez czerwony szpik kostny, zachodzi przy udziale substancji zawierających kob alt - aktywatorów odpowiednich enzymów. Jedna z głównych witamin z grupy B - cyjanokobolamina (B12), uczestnicząca w tworzeniu czerwonych krwinek w narządach krwiotwórczych, chroni organizm przed anemią. Prawidłowe i zbilansowane odżywianie, zawierające wątrobę, wołowinę, owoce morza, suszone morele, buraki, zapewni niezbędny poziom kob altu w organizmie człowieka (ok. 40 mg dziennie) oraz ochroni go przed chorobami układu odpornościowego, sercowo-naczyniowego i hormonalnego.
