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COBALTO |
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O cobalto (do alemão Kobold, duende, demônio das minas)
é um elemento químico , símbolo Co, número atômico 27
(27 prótons e 27 elétrons) e massa atómica 59 uma,
encontrado em temperatura ambiente no estado sólido.
É um metal de transição situado no grupo 9 (8B) da
Classificação Periódica dos Elementos. É utilizado para
a produção de superligas usadas em turbinas de gás de
aviões, ligas resistentes a corrosão, aços rápidos,
carbetos e ferramentas de diamante. O Co-60,
radioisó é usado como fonte de radiação gama em
radioterapia, esterilização de alimentos (
pasteurização).
Características principais
O cobalto é um metal duro , ferromagnético, de coloração
branca azulada. Sua temperatura de Curie é de 1388 K.
Normalmente é encontrado junto com o níquel, e ambos
fazem parte dos meteorítos de ferro. É um elemento
químico essencial para os mamíferos em pequenas
quantidades. O Co-60, um radioisó, é um importante
traçador e agente no tratamento do câncer.
O cobalto metálico é normalmente constituído de duas
formas alotrópicas com estruturas cristalinas
diferentes: hexagonal e cúbica centrada nas faces, sendo
a temperatura de transição entre ambas de 722 K.
Apresenta estados de oxidação baixos. Os compostos nos
quais o cobalto possui um estado de oxidação de +4 são
pouco comuns. O estado de oxidação +2 é muito frequente,
assim como o +3. Também existem complexos importantes
com o cobalto apresentando estado de oxidação +1.
Aplicações
ligas metálicas: superligas usadas em turbinas de gás de
aviões, ligas resistentes a corrosão, aços rápidos,
carbetos e ferramentas de diamante.
Imãs do tipo (Alnico) e em cintas magnéticas
Catálise do petróleo e indústria química.
Revestimentos metálicos por eletrodeposição devido ao
seu aspecto, dureza e resistência a corrosão.
Secante para pinturas: tintas e vernizes.
Revestimento base de esmaltes vitrificados.
Pigmentos: cobalto azul e cobalto verde.
Eletrodos de baterias elétricas.
Cabos de aço de pneumáticos.
O Co-60, radioisó é usado como fonte de radiação
gama em radioterapia, esterilização de alimentos (
pasteurização fría ) e radiografía indústrial para o
controle de qualidade de metais ( detecção de fendas ).
Papel biológico
O cobalto em pequena quantidade é um elemento químico
essencial para numerosos organismos, incluindo os
humanos. A presença de quantidades entre 0,13 e 0,30 ppm
no solo melhora sensivelmente a saúde dos animais de
pastoreio. O cobalto é um componente central da vitamina
B12 ( cianocobalamina ).
História
O elemento foi descoberto por Georg Brandt. A data do
descobrimento é incerta, variando nas diversas fontes
entre 1730 e 1737. Brandt foi capaz de demonstrar que o
cobalto era o responsável pela coloração azul do vidro ,
que previamente era atribuido ao bismuto.
O nome do elemento é proveniente do alemão kobalt ou
kobold , que significa espírito maligno ou demônio das
minas, chamado assim pelos mineiros devido a sua
toxicidade, e os problemas que ocasionava eram
semelhantes aos do níquel, contaminando e degradando os
elementos que se desejava extrair. Uma outra possível
etimologia desta palavra é atribuída aos mineiros Harz e
Erzgebirge, que sentiram-se logrados, já que, além de
não possuir o valor esperado, este metal era nocivo à
saúde e à prata (metal que ocorre junto com o cobalto);
segundo a lenda, acreditavam os mineiros que um duende
roubava a prata, deixando o cobalto em seu lugar.
Durante o século XIX, entre 70 e 80% da produção mundial
de cobalto era obtido na fábrica norueguesa
Blaafarveværket do industrial prussiano Benjamin Wegner.
Em 1938 John Livingood e Glenn Seaborg descobriram o
cobalto-60. A primeira máquina de radioterapia, bomba de
cobalto, foi construida no Canadá por uma equipe
liderada por Ivan Smith e Roy Errington, utilizada num
paciente em 27 de outubro de 1951. O equipamento
atualmente se encontra exposto no Saskatoon Cancer
Centre, na cidade de Saskatoon ( Saskatchewan ).
Abundância e obtenção
O metal não é encontrado em estado nativo, mas em
diversos minerais, razão pela qual é extraido
normalmente junto com outros produtos, especialmente
como subproduto do níquel e do cobre. As principais
minas de cobalto são a cobaltita, eritrina,
cobaltocalcita e skuterudita. Os maiores produtores de
cobalto são a China , Zâmbia , Rússia e Austrália.
Compostos
Devido aos vários estados de oxidação que apresenta,
existem numerosos compostos de cobalto. Os óxidos CoO (
temperatura de Néel 291 K ) e Co3O4 ( temperatura de
Néel 40 K ) sao ambos antiferromagnéticos a baixas
temperaturas.
Isós
O cobalto natural contém um único isó estável, o
Co-59. Se tem caracterizado 22 radioisós sendo os
mais estáveis Co-60, o Co-57 e o Co-56 com meias-vidas
de 5,2714 anos, 271,79 dias e 70,86 dias,
respectivamente. Os demais isós radioativos
apresentam meias vidas inferiores a 18 horas e a maioria
menos de 1 segundo. O cobalto apresenta quatro
metaestáveis, todos com meias vidas inferiores a 15
minutos.
A massa atómica dos isós do cobalto oscila entre 50
uma ( Co-50 ) e 73 uma ( Co-73 ). Os isós mais leves
que o estável ( Co-59 ) se desintegram principalmente
por captura eletrônica originando isós de ferro, e
os mais pesado que o isó estável se desintegram por
emissão beta originando isós de níquel.
O cobalto-60 é usado em radioterapia em substituição ao
rádio devido ao seu menor preço. Produz raios gamas com
energias de 1,17 MeV e 1,33 MeV. Como fonte para
unidades de cobaltoterapia possuí uns dois centímetros
de diâmetro por dois de altura (Forma de um cilíndro).
Tais tipos de fonte provocam a aparição de zonas de
penumbra (por causa de sua extensão)nas bordas do campo
de irradiação. O metal tende a produzir um pó muito fino
que dificulta a proteção frente a radiação. A fonte de
Co-60 tem uma vida útil de aproximadamente 5 anos, porém
superado este tempo continua sendo muito radioativo,
motivo pelo qual estas fontes tem perdido, em certa
medida, sua popularidade no ocidente.
Precauções
O cobalto metálico em pó finamente dividido é inflamável.
Os compostos de cobalto geralmente devem ser manipulados
com cuidado devido à ligeira toxicidade do metal.
O Co-60 é radioativo e a exposição a sua radiação pode
provocar câncer. Na ingestão de Co-60 ocorre a
acumulação de alguma quantidade nos tecidos, que é
eliminada muito lentamente. Numa eventual guerra nuclear
, a emissão de neutrons converteria o ferro em Co-60
multiplicando os efeitos da radiação após a explosão,
prolongando no tempo os efeitos da contaminação
radioativa.
Com este propósito se desenham algumas armas
nucleares denominadas armas sujas ( do inglês dirty bomb
). A Máquina do Juízo Final, do filme Dr. Strangelove, e
a lista do cobalto, da série National Kid, fazem alusão
a esta bomba de cobalto. Na ausência de guerra nuclear,
o risco provém da inadequada manipulação ou manutenção
das unidades de radioterapia.
Geral
Nome, símbolo, número Cobalto, Co, 27
Classe , Série química metal , metal de transição
Grupo, Período, Bloco 9, 4 , d
Densidade, Dureza 8900 kg/m3, 5,0
Cor e aparência metálico, acinzentado
Propriedades atómicas
Massa atómica 58,933195(5) u
Raio atómico (calc.) 152 pm
Raio covalente 126 pm
Raio de van der Waals n/a pm
Configuração electrónica [Ar]3d74s2
elétrons por Nível de energia 2, 8, 15, 2
Estados de oxidação (óxido) 2,3 (anfótero)
Estrutura cristalina hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido (ferromagnético)
Ponto de fusão 1768 K (1495 °C)
Ponto de ebulição 3200 K (2927 °C)
Volume molar 6,67 ×10−6 m3/mol
Entalpia de vaporização 376,5 kJ/mol
Entalpia de fusão 16,19 kJ/mol
Pressão de vapor 175 Pa at 1768 K
Velocidade do som 4720 m/s at 293,15 K
Informações diversas
Electronegatividade 1,88 (Escala de Pauling)
Capacidade calorífica 420 J/(kg*K)
Condutividade elétrica 17,2 106/m ohm
Condutividade térmica 100 W/(m*K)
1o Potencial de ionização 760,4 kJ/mol
2o Potencial de ionização 1648 kJ/mol
3o Potencial de ionização 3232 kJ/mol
4o Potencial de ionização 4950 kJ/mol
Isós mais estáveis
iso AN Meia-vida MD ED MeV PD
56Co 77,27 dias captura e- 4,566 56Fe
57Co {sin.} 271.79 dias captura e- 0,836 57Fe
58Co {sin.} 70,86 dias captura e- 2,307 58Fe
59Co 100% Co é isó estável com 32 neutrons
60Co {sin.} 5,2714 anos β- 2,824 60Ni
Unidades SI e CNTP exceto onde indicado o contrário.
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Foto:
cobalto.sarkisisozleri.org |
Referencia:
Wikipedia
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