Cobaltul

Cobaltul face parte dintre metalele care desi sunt relativ putin raspandite in natura au un rol foarte important in tehnica. Importanta cobaltului se datoreaza in primul rand valorii sale, drept component al asa-numitelor aliaje dure: aliaje metaloceramice si aliaje de turnare de tipul stelitilor, cum si aliaje cu proprietati specifice deosebite, magnetice, refractare si antiacide.

Obtinere

Cobaltul a fost obtinut pentru prima oara in 1735. Dificultatile care se ivesc la obtinerea cobaltului se datoresc faptului ca se gaseste de obicei in concentratii foarte mici in minereuri; oxidul de cobalt trebuie obtinut prin topire, urmand apoi sa se purifice, si sa se reduca oxidul pur cu carbune, hidrogen, oxid de carbon, aluminiu etc., sau sa se dizolve oxidul de cobalt in acid si sa se separe cobaltul prin electroliza. In laborator cobaltul se poatye obtine prin reducerea oxidului de cobalt sau clorurii de cobalt cu hidrogen la 250°C; prin descompunerea oxalatului in hidrogen sau prin precipitarea cobaltului din solutii apoase de saruri ale acizilor slabi cu magneziu metalic, zinc etc. Cobaltul tehnic se obtine de obicei in cuptoare electrice, prin reducerea oxidului de cobalt cu cocs sau cu carbune de lemn, in prezenta de carbonat de calciu care se adauga pentru a lega sulful. Cobaltul obtinut prin aceasta metoda contine pana la 12% carbon. La obtinerea cobaltului prin reducerea oxidului cu aluminiu sau cu alt metal, reducatorul impurifica cobaltul.

Cobaltul metalic se mai poate obtine prin electroliza solutiilor sarurilor sale. Cele mai bune rezulatate s-au obtinut la electroliza solutiilor de clorura de cobalt in prezenta de acid fosforic si monosolfat de sodiu.Metalul obtinut prin electroliza este impurificat cu hidrogen, uneori si cu sulf.

Metalul cu cea mai inalta puritate a fost obtinut prin reducerea oxizilor de cobalt cu hidrogen. In aceste conditii se obtine prin reducerea la 500°C un metal de puritate 99,86%.

Productia mondiala de cobalt (cu exceptia U.R.S.S), in 1938 - 39, era de 4500 t, iar in 1945 - dupa date din strainatate - 6000 t.

Proprietatile fizice

- SOLID - alb-argintiu

- Densitate: 8.90 g cm-3

- Punct de topire: 1495 ºC

- Punct de fierbere: 2870 ºC

- Energie de combinare: 16.2 kJ mol-1

- Energie de vaporizare: 376 kJ mol-1

- Caldura specifica: 0.42 J g-1 K-1

- Conductivitate electrica: 0.172 - 106 cm-1 Ohm-1

- Conductivitate termica: 1.0 W cm-1 K-1

Alotropia. Datorita dificultatilor care se ivesc la obtinerea cobaltului de inalta puritate si din cauza prezentei unor transformari alotropice, cunostintele despre proprietatile fizice ale acestui metal sunt contradictorii. In cazul cobaltului s-a stabilit cu precizie existenta a doua varietati, dintre care una (Co-a) cu structura hexagonala cu aranjament compact este stabila dupa diferiti cercetatori pana la 360 - 492°C, iar cealalta (Co-b) cu retea cubica centrata in spatiu este stabila peste aceste temperaturi.

Diferenta neta care exista intre diferitii cercetatori care au determinat temperaturile de transformare ale cobaltului se datoreste influentei apreciabile pe care o exercita prezenta in metal chiar a unor cantitati foarte mici de impuritati.

Temperatura de transformare a cobaltului este in functie de marimea cristalelor sale. In cazul metalului cu structura foarte fina s-au obtinut temperaturi mai mari.

Densitatea. Densitatea cobaltului a cu structura hexagonala variaza intre 8,65 - 8,92 g/cm³.

Proprietatile mecanice si capacitatea de a fi prelucrat prin presiune. Cobaltul are proprietati mecanice superioare. Rezistenta de rupere a cobaltului laminat si recopt este egala cu 50 kg/mm² la o alungire de 5%. Sarma de cobalt are valori mai mari ale rezistentei, rezistenta de rupere fiind in acest caz egala cu 70 kg/mm². Rexistenta de rupere a cobaltului turnat este egala cu 24,2 - 26,0 kg/ mm². Duritatea Brinell a cobaltului recopt este egala cu 132 kg/mm², iar a metalului ecruisat ajunge pana la 280 kg/mm². Modulul de elasticitate al cobaltului are valori intre 20000 - 21280 kg/mm², iar modulul de lunecare unghiulara 4710 - 7630 kg/mm².

Cobaltul retopit poate fi prelucrat sub presiune numai daca nu contine impuritati, oxizi si gaze dizolvate. Capacitatea cobaltului de a fi prelucrat sub presiune se amelioreaza printr-un adaos de 0,1% Mg, sau de litiu, care faciliteaza dezoxidarea cobaltului si fac inofensiva influenta sulfului.

Duritatea carburilor metalice sintetizate creşte odată cu mărirea conţinutului

de carburi şi scade odată cu creşterea procentajului de cobalt.

Punctul de topire si caldura latenta de topire : punctul de topire al cobaltului este egal cu 1480°C, temperatura care a fost gasita in cazul unui metal foarte pur. Caldura latenta de topire a cobaltului este egala cu 67 cal/g.

Temperatura de fierbere. Temperatura de fierbere a cobaltului se gaseste intre 2900 - 3135°C, in timp ce datele referitoare la tensiunea de vapori a acestiu metal la diferite temperaturi nu sunt suficient verificate. Se considera, ca cobaltul este intr-o oarecare masura mai putin volatil decat fierul.

In vid cobaltul incepe sa se vaporizeze vizibil la 640°C si fierbe la 2415°C. ultima cifra s-a obtinut intr-un vid de 30 mm col mercur.