Кобальт как химический элемент - Реферат

К цветным металлам и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу черных металлов (сталь, чугун, ферросплавы). Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Такие металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Благородные металлы - металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства металлов.Название элемента «кобальт» происходит от латинского Cobaltum. Кобальт - элемент побочной подгруппы восьмой группы четвертого периода периодической системы химических элементов Д.И. Обозначается символом Co (рис.1.1.). Кобальт существует в двух кристаллических модификациях: ?-Co с гексагональной плотноупакованной решеткой , ?-Co с кубической гранецентрированной решеткой , температура перехода ?-? 427 °C. Для той же цели в 16 веке в Западной Европе стали пользоваться цафрой, или сафлором, - серой землистой массой, которая получалась при обжиге некоторых руд, носивших название «кобольд».При магматической дифференциации кобальт накапливается главным образом в верхней мантии: его среднее содержание в ультраосновных породах 2·10-2%. Концентрируясь из горячих подземных вод , кобальт образует гидротермальные месторождения; в них Со связан с Ni, As, S, Cu. В верхней части земной коры наблюдается резкая дифференциация кобальта - в глинах и сланцах в среднем содержится 2·10-3% кобальта, в песчаниках 3·10-5, в известняках 1·10-5.При обычной температуре и до 417 °С кристаллическая решетка Кобальта гексагональная плотноупакованная (с периодами а = 2,5017A, с = 4,614A), выше этой температуры решетка кобальта кубическая гранецентрированная (а = 3,5370A). Теплоемкость 0,44 кдж/(кг·К), или 0,1056 кал/(г·°С); теплопроводность 69,08 вт/(м·К), или 165 кал/(см·сек·°С) при 0-100 °С. Кобальт ферромагнитен, причем сохраняет ферромагнетизм от низких температур до точки Кюри, ? = 1121 °С.В соединениях кобальт проявляет переменную валентность. Мелко раздробленный кобальт, полученный восстановлением его оксида водородом при 250 °С (пирофорный кобальт), на воздухе самовоспламеняется, превращаясь в СОО. С галогенами кобальт легко соединяется при нагревании, образуя галогениды СОХ2. При нагревании кобальт взаимодействует с S, Se, P, As, Sb, С, Si, В, причем состав получающихся соединений иногда не удовлетворяет указанным выше валентным состояниям (например, Со2Р, Co2As, COSB2, Со3С, COSI3). В разбавленных соляной и серной кислотах кобальт медленно растворяется с выделением водорода и образованием соответственно хлорида COCL2 и сульфата COSO4.Минералы Кобальта редки и не образуют значительных рудных скоплений. Главным источником промышленного получения кобальта служат руды никеля, содержащие кобальт как примесь (рис.4.1.). В конечном итоге получают раствор хлоридов кобальта и никеля, содержащий примеси Cu2 , Pb2 , Bi3 . От никеля кобальт отделяют по реакции: 2COCL2 NACLO 4NAOH H2O = 2Co(OH)3v 5NACL.Кобальт в виде порошка используют в основном в качестве добавки к сталям. Кобальт входит в состав твердых сплавов, из которых изготовляется быстрорежущий инструмент. Именно кобальт улучшает вязкость сплава и уменьшает его чувствительность к толчкам и ударам. Так, например, резец из суперкобальтовой стали (18% кобальт) оказался самым износоустойчивым и с лучшими режущими свойствами по сравнению с резцами из ванадиевой стали (0% кобальт) и кобальтовой стали (6% кобальт). Так, например, японская сталь, содержащая до 60% кобальта, имеет большую коэрцитивную силу (сопротивление размагничиванию) и всего лишь на 2-3,5% теряет магнитные свойства при вибрациях.Кобальт - относительно редкий металл, и богатые им месторождения в настоящее время практически исчерпаны. Добывается кобальт из руд никеля и используется в основном для получения кобальтовых сплавов. Кобальт - компонент некоторых твердых сплавов, из которых изготовляют быстрорежущий инструмент (сверла, разцы).

Содержание

Введение

1. Место кобальта в периодической системе и история его открытия

2. Нахождение в природе

3. Свойства кобальта

3.1 Физические свойства

3.2 Химические свойства

4. Получение

5. Применение

Заключение

Список использованной литературы

К цветным металлам и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу черных металлов (сталь, чугун, ферросплавы). Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Такие металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Цветные металлы подразделяют на благородные и неблагородные.

Благородные металлы - металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства металлов. Все они являются также драгоценными металлами, благодаря их редкости. Основные благородные металлы - золото, серебро, рутений, родий, палладий, осмий, иридий.

Неблагородные металлы - простые, дешевые металлы. Типичным примером являются свинец и железо, которые, как и другие металлы такого типа, темнеют или окисляются при контакте с воздухом или влагой. Это свойство отличает их от золота, серебра, платины и других так называемых благородных металлов.

Обычно неблагородные металлы применяют в виде сплавов, так как сплавы обладают лучшими свойствами, чем металлы, из которых они состоят. К числу таких металлов следует отнести кобальт.

Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных свойств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и другими достоинствами. Благодаря этим качествам цветные металлы и их сплавы занимают важное место среди конструкционных материалов.

Кобальт - относительно редкий металл, и богатые им месторождения в настоящее время практически исчерпаны. Добывается кобальт из руд никеля и используется в основном для получения кобальтовых сплавов. Основная доля получаемого кобальта расходуется на приготовление различных сплавов.

Так, добавление кобальта позволяет повысить жаропрочность стали, обеспечивает улучшение ее механических и иных свойств.

Кобальт - компонент некоторых твердых сплавов, из которых изготовляют быстрорежущий инструмент (сверла, разцы). Он обладает хорошими магнитными свойствами и может использоваться для защиты от износа поверхностей деталей. Кобальт сохраняет свою прочность при высоких температурах. Именно поэтому сплавы, содержащие кобальт, используются в двигателях, где достигается достаточно высокая температура, в конструкциях авиационных турбин

Относится кобальт к неблагородным металлам, и как любой неблагородный металл применяется обычно в виде сплавов, так как сплавы обладают лучшими свойствами, чем сам металл.

Размещено на .ru