Кобальт - гэта хімічны элемент. Кобальт ў арганізме чалавека

Звычайны чалавек, не звязаны з хіміяй і медыцынай, як правіла, цьмяна ўяўляе значэнне кобальту для сваёй жыццядзейнасці і здароўя. Яшчэ адна прычына, па якой мы абцяжарваемся растлумачыць, што такое кобальт, - гэта яго беднае распаўсюджванне ў прыродзе. Усяго 0,004% - такое ўтрыманне яго ў зямной кары. Аднак метал і яго злучэння актыўна ўжываюць у металургіі, сельскай гаспадарцы і медыцыне. У нашым артыкуле мы пашырым ўяўленні аб ролі кобальту ў прамысловасці, а таксама спынімся на яго функцыях ў арганізме чалавека.

Месца элемента ў перыядычнай сістэме

Якое ж месца ў перыядычнай сістэме займае кобальт? Ўласцівасці хімічных элементаў, у тым ліку і разгляданага намі металу, залежаць ад іх становішча ў табліцы Д. І. Мендзялеева. Ён размешчаны ў VIII б групе (у кароткай форме табліцы - у трыядзе жалеза VIII групы). Як у жалеза і нікеля, у яго атаме на апошнім энергетычным узроўні знаходзяцца два электрона, што сведчыць аб прыналежнасці металу да d-элементаў і абумоўлівае яго асноўныя характарыстыкі. Метал мае дзве валентнасці - II і III. Для яго таксама характэрна з'ява аллотропии, мадыфікацыі металу могуць мець кубічную або гексагональную структуру.

Што такое кобальт?

Якія ж фізічныя ўласцівасці элемента? Па вонкавым выглядзе гэта метал, які валодае высокай цвёрдасцю і магнітнымі ўласцівасцямі. Серабрысты бляск, цягучасьць і тэрмічная ўстойлівасць - вось яшчэ некаторыя фізічныя прыкметы элемента, уласцівыя таксама і тымі дзвюма яго суседзям па перыядычнай сістэме - нікеля і жалезу. Ні кісларод, ні вада не дзейнічаюць на кобальт пры звычайнай тэмпературы. Яго злучэння, напрыклад, смальта, вядомыя з даўніх часоў, як рэчывы, якія прымяняюцца для атрымання сіняга вітражнага шкла і афарбоўвання керамічных вырабаў.

Кобальт - гэта тыповы метал, падобны сваімі хімічнымі ўласцівасцямі на жалеза. Якія ж асаблівасці яго аксідаў, падстаў і соляў?

Злучэння двухвалентнага і трохвалентнага кобальту

Здольнасць ўтвараць комплексныя солі - галоўны адметны прыкмета атамаў Са (III). Гэтыя рэчывы малаўстойлівы, каардынацыйная лік кобальту ў іх заўсёды роўна шасці. Яны маюць высокую акісляльную здольнасць. Сярэднія солі, напрыклад, CoCL ₃ ці Co ₂ (SO _{4) 3} лёгка пераходзяць у солі, у якіх кобальт - гэта ўжо двухвалентным метал. Бязводныя яго злучэнні маюць сінюю афарбоўку, а кристаллогидраты і растворы - ружовую. У адрозненне ад іншых падстаў, гідраксід трохвалентнага кобальту пры ўзаемадзеянні з хларыднай кіслатой ўтварае ня соль і ваду, а вылучае з яе свабодны хлор. Падстава двухвалентнага металу ў выглядзе сіняга асадка атрымліваюць прамой рэакцыяй адпаведнай солі са шчолаччу. Прывядзём характарыстыку уласцівасцяў кобальту, якое ўваходзіць у склад цвёрдых раствораў металаў адзін у адным - сплаваў.

Ён надае матэрыялу выключныя тэхнічныя параметры ўстойлівасці да высокіх тэмператур, цвёрдасці, стойкасці да ізаляцыі і карозіі. Сплавы, якія змяшчаюць кобальт, прымяняюцца ў абароннай прамысловасці, ракетабудавання і ў хімічных тэхналогіях замкнёнага цыклу. У вытворчасці інструментальных гатункаў сталі, матэрыялаў з магнітнымі ўласцівасцямі, як легіравальных дадатак, таксама выкарыстоўваюць кобальт. Характарыстыка уласцівасцяў такіх сплаваў жалеза моцна адрозніваецца ад звычайных гатункаў нержавеючай сталі, якія змяшчаюць толькі хром або нікель.

Прымяненне кобальту ў тэхніцы

Каля траціны ўсяго атрымліваецца ў свеце металу ідзе на вытворчасць керметов - штучных кампазіцыйных матэрыялаў. Цвёрдай асновай у іх служыць карбід вальфраму, а злучным і замацоўвае кампанентам выступае кобальт. Ён таксама з'яўляецца стратэгічным сыравінай для вытворчасці турбін рухавікоў у самалётабудаванні.

У чыстым выглядзе метал практычна не выкарыстоўваецца, затое прымяненне кобальту ў сумесі з іншымі элементамі (жалезам, меддзю, Вальфрамам і хромам) шырока распаўсюджанае ў розных галінах. Сплаў Стэла, які змяшчае да 60% кобальту, адрозніваецца падвышанай гарачатрывалага і цвёрдасцю, ён з'яўляецца незаменным матэрыялам для вырабу разцоў і свердзелаў ў інструментальнай вытворчасці. Такія легіруючых элементаў, як вальфрам і малібдэн, узмацняюць яго характарыстыкі. Сплаў виталиум, які валодае высокім супрацівам да пластычнай дэфармацыі, таксама змяшчае кобальт. Характарыстыка уласцівасцяў злучэння такая: Гарачатрывалае і кіслотоустойчівості, ўжываецца ў вырабе хімічнага абсталявання: калон сінтэзу, рэктыфікацыйнай апаратаў. Вялікая роля сплаваў у супрацьдзеянні розных відах карозіі, напрыклад дэталі і механізмы, зробленыя з стеллита, супрацьстаяць разбурэння пры вагальных і труцца рухах механічных паверхняў у рухавіках унутранага згарання.

Спосабы атрымання кобальту

Розныя галіны эканомікі патрабуюць прымянення матэрыялаў, якія змяшчаюць кобальт. Гэта спрыяе павелічэнню здабычы руд і мінералаў, а менавіта: кобальтового шпейса і бляску. У склад гэтых горных парод ўваходзіць яшчэ і мыш'як, гэта змушае ўжываць павышаныя меры бяспекі ў працэсах выплаўлення металу. Асноўны метад атрымання кобальту - пирометаллургия, выкарыстоўваецца таксама спосаб апрацоўкі руды сульфатнай кіслатой. Найбольш перспектыўнымі лічацца паклады сылікатна-аксіднай руд, пірыту і пентландита ў Кітаі, Расіі (на Кольскім паўвостраве, у рэспубліцы Тува і Краснаярскім краі), а таксама ў Канадзе.

Прымяненне металу ў сельскай гаспадарцы і медыцыне

Пэўныя важныя ўласцівасці, якімі валодае мікраэлемент кобальт, спрыяюць яго ўжыванні, напрыклад, у раслінаводстве для павышэння вегетатыўнай масы раслін. У люцэрны, лубіна, канюшыны і іншых каштоўных кармавых траў сямейства Бабовыя, ён ўключаецца ў ферментатыўныя рэакцыі азотофиксации, якія адбываюцца з дапамогай клубеньковых бактэрый. Недахоп мікраэлемента праяўляецца такімі сімптомамі, як абескаляроўванне ліставых пласцінак і страта імі здольнасці да фотасінтэзу, запаволеннем роставых працэсаў і парушэннем ўсяго цыклу развіцця расліны. Залішняе ўтрыманне кобальту магчыма з прычыны парушэння нормаў ўнясення мікраўгнаенняў. Бо яго злучэння добра растваральныя ў вадзе, яны адразу ж паступаюць у ксіліт і па праводзяць элементам (сасудзістай-кудзелістых пучкам) трапляюць у мезофилл ліста, выклікаючы іх абескаляроўванне і завяданне. Найбольш адчувальныя да лішку мікраэлемента зёлкавыя культуры: авёс, ячмень, рыс.

Біяхімія пра ролю злучэнняў кобальту

Галіна біялогіі, якая вывучае жывую матэрыю на малекулярным і клеткавым узроўні, ўстанавіла важную функцыю дадзенага хімічнага элемента. Ён уваходзіць у склад небелкового часткі біялагічна актыўных рэчываў - ферментаў і гармонаў. Напрыклад, кобальт ў арганізме чалавека знаходзіцца малекулах тыраксіну, выпрацоўваемых шчытападобнай залозай і кантралюючых працэсы метабалізму. Яшчэ адзін жыццёва важны гармон, які рэгулюе ўзровень глюкозы ў плазме крыві, - інсулін. Ён вылучаецца β-клеткамі астраўкоў Лангерганса падстраўнікавай залозы і таксама змяшчае злучэння кобальту. Недастатковае паступленне элемента ў клеткі і органы чалавека назіраецца падчас пераходу ад змешанага харчавання да вегетарыянства, пры глістных інвазій і захворваннях стрававальнай сістэмы. Як бачым, кобальт - гэта мікраэлемент, сур'ёзна ўплывае на ўзровень гамеастазу ў чалавечым арганізме.

Значэнне хімічнага элемента ў абмене рэчываў

Крыватвор, якое ажыццяўляецца чырвоным касцяным мозгам, адбываецца пры ўдзеле кобальтсодержащих рэчываў - актыватараў адпаведных ферментаў. Адзін з галоўных вітамінаў групы В - цианкоболамин (У _12), удзельнічаючы ў адукацыі эрытрацытаў у крывятворных органах, засцерагае арганізм ад анеміі. Правільнае і збалансаванае харчаванне, якое змяшчае печань, ялавічыну, морапрадукты, курагу, буракі, забяспечыць неабходны ўзровень кобальту ў арганізме чалавека (каля 40 мг у суткі) і зберажэ яго ад захворванняў імуннай, сардэчна-сасудзістай і эндакрыннай сістэм.