up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله کبالت PDF
QR code - کبالت

کبالت

عنصر کبالت

● اطلاعات اوليه
کبالت ، عنصر شيميايي است که با نشان Co و عدد اتمي ۲۷ در جدول تناوبي قرار دارد.
● تاريخچه
کبالت و ترکيبات آن در دوران باستان شناخته شد که براي آبي کردن رنگ شيشه از آنها استفاده ميکردند. “George Brand” به خاطر کشف کبالت شهرت يافت. تاريخ کشف اين عنصر در منابع مختلف ، متفاوت است، اما اين کشف بين سالهاي ۱۷۳۰ و ۱۷۳۷ اتفاق افتاده است. او موفق به اثبات اين نکته شد که منبع رنگ آبي شيشهها کبالت است. قبلا” بيسموت همراه کبالت را عامل رنگ آبي شيشهها ميدانستند.
در خلال قرن نوزدهم ، کبالت آبي (۸۰ -۷۰% کبالت جهان ) در Blaafarvaerket در نروژ ، به رهبري صنعتگر پروسي “Benjamin Wegner” توليد شد. “John Livingood” و “Glenn Seaborg” در سال ۱۹۳۸ کبالت ۶۰ را کشف کردند. کلمه کبالت از واژه آلماني kobalt يا kobold ، به معني روح شيطان گرفته شده است. اين نام را کارگران معدن بهعلت سمي و دردسرساز بودن اين عنصر براي آن انتخاب کردند. ( کبالت ساير عناصر معدن را آلوده و کم عيار ميکرد. )
● پيدايش
کبالت ، بصورت فلز آزاد وجود ندارد و عموما” بهصورت سنگ معدن يافت ميشود. کبالت معمولا” بهتنهايي استخراج نميشود و بهعنوان محصول جانبي فعاليتهاي استخراج مس و نيکل بدست ميآيد.
سنگ معدنهاي اصلي کبالت عبارتند از: کبالتيت ، اريتريت ، گلائوکودوت و اسکوتروديت. عمدهترين توليد کنندگان کبالت در جهان ، چين ، زامبيا ، روسيه و استراليا هستند.
● ترکيبات
بهعلت وجود حالتهاي اکسيداسيون مختلف ، تعداد زيادي از ترکيبات کبالت وجود دارد. هر دو اکسيد در دماي پايين ، ضدفرومغناطيس ميباشند؛ CaO ، Co۳O۴ .
● خصوصيات قابل توجه
کبالت ، عنصر فرومغناطيس سختي است که داراي رنگ خاکستري براقي ميباشد.دماي کوري آن ، K۱۳۸۸ با ممنتم بور ۶ ۱ – ۷ ۱ در هر اتم است. اين عنصر اغلب با نيکل همراه است و هر دوي آنها از اجزاي مشخص فلز شهاب سنگي ميباشند. پستانداران ، نيازمند مقدار بسيار کمي از نمکهاي کبالت هستند. کبالت ۶۰ که ايزوتوپ راديواکتيو و مصنوعي کبالت است، يک ردياب راديواکتيو مهم و عامل معالج سرطان بهشمار ميآيد. نفوذ پذيري نسبي کبالت ، دو سوم آهن است. کبالت ، فلزي عموما” داراي مخلوطي از دو ساختار شکل بلورين fcc و hcp با دماي انتقال fcc –> hcp K۷۲۲ ميباشد. حالات اکسيداسيون عادي کبالت ، شامل ۲+ و۳+ است، گرچه ۱+ نيز ديده شده است.
● کاربردها
▪ آلياژهايي از قبيل :
آلياژهاي ديرگداز ، براي قطعات توربين گاز موتورهاي هواپيما.
آلياژهاي مقاوم در مقابل فرسايش و آسيب بر اثر کارکرد بالا.
فولاد ، در سرعتهاي بسيار زياد.
کاربيدهاي روکشدار ( فلزات سخت هم ناميده ميشوند ) و ابزارهاي الماسه.
▪ آهن ربا و واسطه ضبط مغناطيسي ( ازقبيل نوار کاست و ويدئو ).
▪ کاتاليزور براي مصرف در صنايع شيميايي و نفتي.
▪ در آبکاري الکتريکي براي ظاهر ، استحکام و مقاوت در برابر اکسيداسيون.
▪ عامل خشک کننده در رنگها ، جوهر و براقکنندهها.
▪ لايه زيرين در لعابهاي چيني.
▪ رنگدانه ( کبالت آبي و سبز ).
▪ الکترودهاي باطري.
▪ تايرهاي راديال تسمه فولادي.
کبالت –۶۰ بعنوان منبع اشعه گاما داراي چندين کاربرد است :
در پرتو درماني ( راديوتراپي ) بکار ميرود.
در استرليزه کردن غذاها با روش تابشي ( پاستوريزه کردن سرد ) بکار ميرود.
در راديوگرافي صنعتي بهمنظور تشخيص عيوب ساختاري قطعات فلزات بکار ميرود.
● کاربردهاي پزشکي
کبالت ۶۰ ( Co-۶۰) ، فلزي راديواکتيو است که در پرتودرماني کاربرد دارد. کبالت ۶۰ دو اشعه X و گاما با انرژيهاي ۱.۱۷MeV و ۱.۳۳MeV توليد ميکند. منبع کبالت ۶۰ تقريبا” به قطر ۲ سانتيمتر است که نتيجه آن ، تشکيل يک نيم سايه هندسي است که لبه ميدان تشعشع را نامشخص ميکند. از ويژگيهاي بد اين فلز ، توليد مقدار کمي غبار رقيق است که باعث بروز مشکلاتي در حفاظت مقابل اشعه ميگردد.
منبع کبالت ۶۰ تقريبا” براي ۵ سال مفيد است، اما بعد از اين مدت هم بسيار راديواکتيو ميباشد و بنابراين دستگاههاي کبالت در جوامع غربي که ليناکس متداول است، کمتر مورد استفاده قرار ميگيرند. اولين دستگاه کبالت ۶۰ درماني ( بمب کبالت ) براي اولين در کانادا ساخته شد و نيز براي اولين بار در همانجا مورد استفاده قرار گرفت. در واقع اولين دستگاه در مرکز سرطاني Saskatoon به نمايش در آمده است.
● نقش بيولوژيک
مقادير کم کبالت براي بسياري از موجودات زنده از جمله انسان ، حياتي است. وجود ۰.۳ تا ۰.۱۳ قسمت در ميليون کبالت در خاک براي سلامتي حيوانات علفخوار مفيد است. اين عنصر ، جزء اصلي ويتامين کبالامين يا ويتامين B-۱۲ ميباشد.
● ايزوتوپ ها
کبالت ، بصورت طبيعي داراي ۱ ايزوتوپ پايدار ( ۵۹- Co) ميباشد.۲۲ راديوايزوتوپ نيز شناخته شده که پايدارترين آنها Co-۶۰ با نيمه عمر ۵,۲۷۱۴ سال ، CO-۵۷ با نيمه عمر ۲۷۱,۷۹ روز ، Co-۵۶ با نيمه عمر ۷۷,۲۷ روز و Co-۵۸ با نيمه عمر ۷۰,۸۶ روز هستند. مابقي ايزوتوپهاي راديواکتيو ، داراي نيمه عمري کمتر از ۱۸ ساعت هستند که اکثريت آنها نيمه عمري کمتر از ۱ ثانيه دارند. اين عنصر همچنين داراي ۴ حالت برانگيختگي است که تمامي آنها نيمه عمري کمتر از ۱۵ دقيقه دارند.
ايزوتوپهاي کبالت از نظر وزن اتمي ، بين ۵۰amu و amu ۷۳ قرار دارند. حالت فروپاشي اصلي قبل از فراوانترين ايزوتوپ پايدار ۵۹-Co ، الکترون گيري و حالت اصلي بعد از آن کاهش بتا ميباشد.محصول فروپاشي اصلي پيش از ۵۹-Co ايزوتوپهاي عنصر ۲۶ (آهن) و محصولات اصلي بعد از آن ايزوتوپهاي عنصر ۲۸ (نيکل) ميباشند.
● هشدارها
فلز کبالت پودر شده ، خطر آتش سوزي به همراه دارد. بهتر است همه ترکيبات کبالت را سمي در نظر گرفت، مگر اينکه خلاف آن ثابت شده باشد. احتمالا”بيشتر ترکيبات کبالت خيلي زهرآگين نيستند. کبالت ۶۰ ، ارسال کننده اشعه گاماي قوي است، لذا تماس با اين نوع کبالت خطر ابتلا به سرطان را ايجاد ميکند. بلع کبالت ۶۰ منجر به ورود مقداري کبالت درون بافتهاي بدن ميشود که بهکندي از بدن خارج ميشود.
کبالت ۶۰ در مقابلههاي اتمي ، عاملي خطرساز است، چون ارسالهاي نوتروني مقداري از آهن را به اين ايزوتوپ راديواکتيو تبديل ميکند. بعضي طراحيهاي تسليحات اتمي ، عمدا” به گونه اي ميباشد که ميزان کبالت ۶۰ را که بعنوان ذرات راديواکتيو پراکنده ميشوند، افزايش دهند. گاهي اوقات آنها را بمب کثيف يا بمب کبالت مينامند. خطر در مواقع غير از جنگ اتمي ، استفاده نادرست ( يا سرقت ) از واحدهاي راديوتراپاتيک پزشکي است.

● اطلاعات اوليه کبالت ، عنصر شيميايي است که با نشان Co و عدد اتمي ۲۷ در جدول تناوبي قرار دارد. ● تاريخچه کبالت و ترکيبات آن در دوران باستان شناخته شد ...

اطلاعات اوليه کبالت ، عنصر شيميايي است که با نشان Co و عدد اتمي ۲۷ در جدول تناوبي قرار دارد. تاريخچه کبالت و ترکيبات آن در دوران باستان شناخته شد که ب ...

اطلاعات اوليه کبالت ، عنصر شيميايي است که با نشان Co و عدد اتمي ۲۷ در جدول تناوبي قرار دارد. تاريخچه کبالت و ترکيبات آن در دوران باستان شناخته شد که ب ...

● کبالت: کبالت به صورت ترکيبات شيميايي مختلف در طبيعت وجود دارد. کبالت خالص فلزي خاکستري، براق وسخت است. کبالت در صنعت کاربردهاي گسترده اي دارد و علاو ...

اغلب در حين بررسي نتايج آزمايش آناليز فولادها به وجود عناصري برمي خوريم که اطلاع از چگونگي تاثير عناصر فوق ساختار فولادها از جمله الزامات دانش فني مهن ...

محلولهاي مغناطيسي نانو محلول‌هاي مغناطيسي يکي از شاخه‌هاي فناوري نانو است که کمتر از ديگر شاخه‌هاي نانو به آن پرداخته شده‌است، ولي به تازگي کاربردهاي ...

نوعي ماده منفجره است که به منظور پراکنده کردن مواد خطرناک راديواکتيو در سطحي وسيع طراحي شده است. ممکن است شما هم مثل خيلي هاي ديگر، وقتي دو عبارت بمب ...

مندليف و لوتار ميردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسي هاي دقيق تري انجام دادندودر سال ۱۸۶۹م به اين نتيجه رسيدند که خواص عنصرها تابعي تناوبي از جرم ا ...

دانلود نسخه PDF - کبالت