Elcobalt és l'element químic de símbolCo inombre atòmic 27. Està situat en el grup 9 de lataula periòdica dels elements. El cobalt és unmetall dur, ferromagnètic, de color blanc blavós. La sevatemperatura de Curie és de 1388K. Normalment es troba junt ambníquel, i ambdós solen formar part delsmeteorits de ferro. És unelement químic essencial per alsmamífers en petites quantitats. El Co-60, un radioisòtop de cobalt, és un important traçador i agent en el tractament delcàncer. El cobalt metàl·lic està comunament constituït d'una mescla de dos formes al·lotròpiques amb estructures cristal·lines hexagonal i cúbica centrada en les cares sent latemperatura de transició entre ambdós de 722 K. Presenta estats d'oxidació baixos. Els compostos en els que el cobalt té unestat d'oxidació de +4 són poc comuns. L'estat d'oxidació +2 és molt freqüent, així com el +3. També hi ha complexos importants amb l'estat d'oxidació +1. La seva electronegativitat és 1,8, el radi covalent (Á) és 1,26, el radi iònic (Á) és 0,63, el radi atòmic (Á) és 1,25, la seva configuració [Ar]3d⁷ 4s², la seva massa atòmica (g/mol) és 58,93, la seva densitat (g/ml) és 8,9, el punt d'ebullició (°C) és 2900, el punt de fusió (°C) és 1495.[1]
La massa atòmica és de 58,9332. Amb propietats magnètiques similars al ferro com la duresa, resistència a la tensió i propietats tèrmiques. El cobalt es pot trobar en aigües dolces, sòls, plantes, meteorits i als nòduls de manganès trobats al fons de l'oceà. Els compostos de cobalt es fan servir per crear un color blau densa en vidres, ceràmiques, porcellanes, vidriar i en esmalts.[1]
Se'l denominavakobold a l'edat mitjana pels miners que consideraven aquest metall sense valor i tenien la creença que un bon follet (unkobold) ho substituïa de la plata que havia robat.[2]
El cobalt en petites quantitats ésessencial per a nombrosos organismes, inclosos els humans. La presència de quantitats entre 0,13 i 0,30ppm en el sòl millora ostensiblement la salut dels animals de pasturatge. El cobalt és un component central de lavitamina B₁₂ (cianocobalamina).
Els compostos de cobalt s'utilitzen des de fa segles per donar color blau al vidre, als esmalts i a la ceràmica. El cobalt s'ha detectat a l'escultura egípcia, a joies perses del tercer mil·lenni aC, a les ruïnes dePompeia, destruïdes el 79 dC i a la Xina, a ladinastia Tang (618–907 dC) i a ladinastia Ming (1368–1644 dC).[3]
El cobalt s'utilitza per acolorir el vidre des de l'edat del bronze. L'excavació delnaufragi d'Uluburun va donar un lingot de vidre blau, colat durant el segle xiv aC.[4][5] El vidre blau d’Egipte estava colorejat amb coure, ferro o cobalt. El vidre de color cobalt més antic és de ladinastia XVIII d’Egipte (1550–1292 aC). No es coneix la font del cobalt que feien servir els egipcis.[6][7]
L'element va ser descobert perGeorg Brandt. La data del descobriment varia en les diverses fonts entre1730 i1737. Brandt va ser capaç de demostrar que el cobalt era el responsable del color blau del vidre que prèviament s'atribuïa albismut.
El seu nom prové de l'alemanykobalt okobold, esperit maligne, anomenat així pels miners per la seua toxicitat i els problemes que ocasionava, ja que igual que elníquel contaminava i degradava els elements que es desitjava extraure.
Durant el segle xix, entre el 70 i 80% de la producció mundial de cobalt s'obtenia en la fàbrica noruegaBlaafarveværket de l'industrial prussiàBenjamin Wegner.[8][9]
El metall no es troba en estat natiu, sinó en diversosminerals, raó per la qual s'extreu usualment junt amb altres productes, especialment com a subproducte delníquel i elcoure. Les principals menes de cobalt són lacobaltita,eritrita,cobaltocalcita iskutterudita.
A causa dels diversos estats d'oxidació que presenta, hi ha un abundant nombre de compostos de cobalt. Els òxids CoO (temperatura de Néel 291 K) i Co₃O₄ (temperatura de Néel 40 K) són ambdósantiferromagnètics a baixa temperatura.
El cobalt natural només té un isòtop estable, el Co-59. S'han caracteritzat 22radioisòtops sent els més estables el Co-60, el Co-57 i el Co-56 ambperíodes de semidesintegració de 5,2714 anys, 271,79 dies i 70,86 dies respectivament. En els altres isòtops radioactius són inferiors a 18 hores i la majoria menors d'1 segon. El cobalt presenta a més quatremetaestats, tots ells amb períodes de semidesintegració menors de 15 minuts.
La massa atòmica dels isòtops del cobalt oscil·la entre 50uma (Co-50) i 73 uma (Co-73). Els isòtops més lleugers que l'estable (Co-59) es desintegren principalment percaptura electrònica originant isòtops deferro, mentre que els més pesats que l'isòtop estable es desintegren peremissió beta donant lloc a isòtops deníquel.
El cobalt-60 s'usa enradioteràpia en substitució delradi pel seu menor preu. Produeix dos rajos gamma amb energies d'1,17MeV i 1,33 MeV i en ser la font emprada d'uns dos centímetres de radi provoca l'aparició de zones de penombra dispersant la radiació entorn de la direcció de radiació. El metall tendeix a produir una pols molt fina que dificulta la protecció enfront de la radiació. La font de Co-60 té una vida útil d'aproximadament 5 anys, però superat aquest temps continua sent molt radioactiu, per la qual cosa aquestes fonts han perdut, en certa manera, la seva popularitat a occident.
El cobalt metàl·lic en pols finament dividit ésinflamable. Els compostos de cobalt en general han de manipular-se amb precaució per la lleugera toxicitat del metall. El Co-60 ésradioactiu i l'exposició a la seva radiació pot provocarcàncer. La ingestió de Co-60 comporta l'acumulació d'alguna quantitat en els teixits, quantitat que s'elimina molt lentament. En una eventual confrontació nuclear, l'emissió deneutrons convertiria elferro en Co-60 multiplicant els efectes de la radiació després de l'explosió i prolongant en el temps els efectes de la contaminació radioactiva; amb aquest propòsit es dissenyen algunesarmes nuclears denominadesbombes brutes (de l'anglèsdirty bomb). En absència de guerra nuclear, el risc prové de la inadequada manipulació o manteniment de les unitats de radioteràpia.
A més en respirar elevades quantitats de Cobalt podem arribar a experimentar problemes en els pulmons com a asma i pneumònia això passa més en les persones que treballen amb el cobalt.
Els aliments que tinguis partícules de cobalt també poden arribar a fer-nos malbé especialment els vegetals que creixin a partir de sòls contaminats amb aquestes partícules, això pot portar grans efectes en la nostra salut com per exemple:[1]
El cobalt conté característiques d'estabilitat, duresa, anti corrosió i resistència a altes temperatures que el fa ideal per al desenvolupament tecnològic com la producció de dispositius electrònics que fem servir diàriament com elstelèfons intel·ligents, ordinadors o tauletes.
La funció del cobalt a la tecnologia és que a les bateries que es construeixen amb el cobalt s'utilitza el component d'elèctrode positiu (càtode) i elèctrode negatiu (ànode) això pot ser gràcies al grafit o al carbó. Gràcies al cobalt es pot assolir un rendiment de capacitat d'emmagatzematge tres vegades més gran a les bateries que no utilitzen el cobalt en la seva fabricació. Gràcies al cobalt es busca potenciar el rendiment del liti a les bateries que usem als dispositius electrònics diaris augmentant la seva autonomia.
A mesura que el món avança cap a un futur de zero emissions de gasos d'efecte hivernacle, les bateries a base de cobalt seran cada cop més sol·licitades per ajudar a “descarbonitzar” aquests components i ajudar a integrar l'energia renovable a les xarxes elèctriques.[11]
Un dels problemes del cobalt és que la majoria dels vehicles elèctrics depenen de grans bateries de ions de liti, això porta el dubte sobre la continuïtat del subministrament mundial del metall. Tot i això, el cobalt és un dels elements amb més inquietud. Olivetti científica confirma que els millors càtodes de les bateries de liti contenen cobalt i la seva producció és escassa, per tant, es calcula que passarà el mateix amb el subministrament de cobalt si els cotxes elèctrics fossin tan coneguts com s'espera i els resultats no són confortadors. El càtode de les bateries de liti formen una combinació de cobalt i altres metalls. Les propietats atòmiques d‟aquest element permeten que el càtode guardi una gran quantitat d‟energia en poc espai i ajuden a conservar la seva forma laminar. El cobalt és un subproducte de la mineria de coure i níquel, de manera que la producció depèn de la demanda d'aquests metalls. També, més de la meitat del cobalt del planeta es troba a la inestableRepública Democràtica del Congo. Reutilitzar bateries de liti és summament difícil, amb prou feines es duu a terme. Però fins i tot amb més taxes de reciclatge i processos més econòmics. Gaines, analista de sistemes, assegura que “el reciclatge no tindrà un impacte significatiu fins deu anys o més després de la introducció en massa dels vehicles elèctrics”. Diversos prototips recents amb alt contingut en níquel reduirien la demanda de cobalt. Els investigadors esperen fer més pràctic el desenvolupament de càtodes sense cobalt.[12]
El cobalt s'utilitza també en imants de ferrita, coneguts com a imants de ceràmica, juntament amb altres metalls com l'òxid de ferro i diversos metalls. Aquests imants es fan servir en ràdios, altaveus, microones, relés, discos, motors d'imant permanent i la cinta magnètica, per emmagatzemar informació.
Altres imants que utilitzen cobalt són els imants d'Alnico, format per alumini i níquel. Aquests ofereixen una bona resistència magnètica i suporten temperatures de fins a 425 °C. Es fan servir en motors elèctrics, pastilles de guitarres elèctriques, coixinets i acoblaments magnètics, sistemes ABS i en aplicacions militars i aeroespacials. A causa de la seva sensibilitat a la desmagnetització, la forma i la longitud són fonamentals.
Actualment, aquest tipus de superaliatges, així com per a certs aliatges ceràmics i cobalt, s'obre camí al camp tecnològic de fabricació de vehicles aeroespacials o estacions orbitals.[13]
↑Pulak, Cemal «The Uluburun shipwreck: an overview». International Journal of Nautical Archaeology, 27, 3, 1998, pàg. 188–224.DOI:10.1111/j.1095-9270.1998.tb00803.x.
