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, radioisótopo é usado como fonte de radiação gama em radioterapia, esterilização de alimentos ( pasteurização).

Ferro - Cobalto - Níquel
Co
Rh
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
Isótopos 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 isótopo estável com 32 neutrons
60Co {sin.} 5,2714 anos β- 2,824 60Ni
Unidades SI e CNTP exceto onde indicado o contrário.

Índice

[editar] 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 radioisótopo, 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.

[editar] Aplicações

[editar] 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 ).

[editar] História

O elemento foi descoberto por George 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 ).

[editar] 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.

[editar] Compostos

Devido aos vários estados de oxidação que apresenta, existem numerosos compostos de cobalto. Os óxidos CoO ( temperatura de Neel 291 K ) e Co3O4 ( temperatura de Neel 40 K ) sao ambos antiferromagnéticos a baixas temperaturas.

[editar] Isótopos

O cobalto natural contém um único isótopo estável, o Co-59. Se tem caracterizado 22 radioisótopos 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 isótopos 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 isótopos do cobalto oscila entre 50 uma ( Co-50 ) e 73 uma ( Co-73 ). Os isótopos mais leves que o estável ( Co-59 ) se desintegram principalmente por captura eletrônica originando isótopos de ferro, e os mais pesado que o isótopo estável se desintegram por emissão beta originando isótopos 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.

[editar] 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.

[editar] Ligações externas

Commons
O Wikimedia Commons possui multimídia sobre Cobalto
Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/Cobalto"

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