Kobolt

Kobolt
Nummer 27 Tecken Co Grupp 9 Period 4 Block d
Co ↓ Rh Järn ← Kobolt → Nickel     [Ar] 3d7 4s2             27Co                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Elektrolytiskt raffinerat kobolt. Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa	58,933194(3)u
Utseende	Hård glänsande grå metall
Fysikaliska egenskaper
Densitet vid r.t.	8,90 g/cm3
– flytande, vid smältpunkten	8,86 g/cm3
Aggregationstillstånd	Fast
Smältpunkt	1 768 K (1 495 °C)
Kokpunkt	3 200 K (2 927 °C)
Molvolym	6,67 × 10−6m³/mol
Smältvärme	17,2kJ/mol
Ångbildningsvärme	390kJ/mol
Specifik värmekapacitet	421J/(kg × K)
Molär värmekapacitet	24,81 J/(mol × K)
Ångtryck Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k Te. (K) 1 790 1 960 2 165 2 423 2 755 3 198
Atomära egenskaper
Atomradie	135 (152) pm
Kovalent radie	Low-spin: 126 ± 3 pm High-spin: 150 ± 7 pm
Elektronaffinitet	63,7 kJ/mol
Jonisationspotential	Första: 760,4 kJ/mol Andra: 1 648 kJ/mol Tredje: 3 232 kJ/mol Fjärde: 4 950 kJ/mol (Lista)
Arbetsfunktion	5eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration	[Ar] 3d7 4s2
e− per skal	2, 8, 15, 2
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd	−3, −1, +1, +2, +3, +4, +5
Oxider (basicitet)	(amfoterisk)
Elektronegativitet	1,88 (Paulingskalan) 1,84 (Allenskalan)
Normalpotential	−0,28 V (Co2+ + 2 e− → Co)
Diverse
Kristallstruktur	Hexagonal tätpackad (hcp)
Ljudhastighet	4720 m/s
Termisk expansion	13 µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga	100 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet	16,7 × 106A/(V × m)
Elektrisk resistivitet	62,4 nΩ × m (20 °C)
Magnetism	Ferromagnetisk
Youngs modul	209 GPa
Skjuvmodul	75 GPa
Kompressionsmodul	180 GPa
Poissons konstant	0,31
Mohs hårdhet	5
Vickers hårdhet	1043 MPa
Brinells hårdhet	470–3000 MPa
Identifikation
CAS-nummer	7440-48-4
Pubchem	104730
RTECS-nummer	GF8750000
Historia
Namnursprung	Från tyska Kobold, ”goblin”.
Upptäckt	Georg Brandt (1732)
Stabilaste isotoper
Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP 56Co {syn.} 77,27 a ε 4,566 56Fe 57Co {syn.} 271,79 d ε 0,836 57Fe 58Co {syn.} 70,86 d ε 2,307 58Fe 59Co 100 % Stabil 60Co {syn.} 5,2714 a β 2,824 60Ni
Säkerhetsinformation
Säkerhetsdatablad: Sigma-Aldrich
Globalt harmoniserat system för klassifikation och märkning av kemikalier GHS-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) Hälsofarlig
H-fraser	H334, H317, H413
P-fraser	P261, P280, P342+311
EU-märkning av farliga ämnen EU-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) Hälsovådlig (Xn)
R-fraser	R42/43, R53
S-fraser	S(2), S22, S24, S37, S61
NFPA 704 0 2 3
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Kobolt är ett hårt, silvergrått, metalliskt grundämne med kemisk beteckning Co. Kobolt är ferromagnetiskt med en curietemperatur på 1 388 K (1 115 °C).

Historia

Det tyska namnet Kobalt användes under medeltiden för vissa malmer som inte gav metaller, utan endast giftiga ångor vid reduktion. De ansågs vara förtrollade av bergtroll, så kallade kobolder. Ett väsen man förr trodde bodde i underjorden och kunde påverka malmen i gruvor.

Den svenske kemisten Georg Brandt (1694–1768) isolerade kobolt på 1730-talet och visade att kobolt är källan till det blå färgämne som länge använts i glas. Tidigare trodde man att det kom från vismut.

Toxicitet

Det är ovanligt med koboltförgiftningar, men förekommer vid exponering av högre doser. Flera system i kroppen kan då påverkas, däribland hjärta och lungor. Kobolt kan även vara cancerframkallande vid hög exponering.

Användningsområden

Metallindustri

Kobolt förekommer i olika legeringar för att ge ökad brottstyrka, motstånd mot syreangrepp eller av dess magnetiska egenskaper. En vanlig legering är magnetiska alnico som bland annat används till magnet för mikrofoner och högtalare.

Kobolt används ofta i litiumjonbatterier, uppladdningsbara batterier där litiumkoboltoxid är vanligt som aktivt katodmaterial. Inte minst den ökande tillverkningen av elbilar bidrar till en allt större efterfrågan på kobolt, och billigare alternativ söks.

Hårdmetall

Kobolt är det vanligast förekommande ämnet att användas som bindefas, då det tillsammans med volframkarbid bildar hårdmetall.

Strålkälla

Isotopen kobolt-60 är en kraftig strålkälla (gammastrålning) som kan användas för cancerbehandling, sterilisering av sjukhusutrustning och livsmedel, materialprovning med mera. Denna isotop kan framställas genom att bestråla "normalt" stabilt kobolt-59 med neutroner. Traditionellt har detta skett i forskningsreaktorer, men på grund av en åldrande flotta av dessa har det på senare tid (2010) även börjat utföras som en sidoprocess i kraftproducerande reaktorer. Särskilda behållare med kobolt-59 förs in i härden, och kan efter en viss tid tas ut och tömmas på omvandlat kobolt-60.

Oönskad förekomst i kärnkraftverk

Processen att stabilt kobolt-59 omvandlas till radioaktivt kobolt-60 sker även oönskat i kärnkraftverk, då fragment av kobolthaltiga komponenter (till exempel ventilers glidytor) kan nötas av eller kemiskt lösas ut och följa med in i reaktorn. Framförallt för kokvattenreaktorer (BWR) har detta visat sig kunna bli en dominerande källa till stråldoser till personal, och stora ansträngningar har gjorts för att hitta ersättningsmaterial med lägre halter av kobolt, samt att anpassa kemi-parametrar i processen för att minska upplösning och transport av kobolt.

Halveringstiden för kobolt-60 är cirka 5 år, vilket gör att stråldosen redan efter några decennier minskat till bråkdelar av den ursprungliga och ger helt försumbara dosbidrag i längre tidsperspektiv.

Färgämne

Fram till 1900-talet var användningsområdet för kobolt främst som färgpigment för glas och keramik under namnen smalt och koboltblått.

Vitamin B₁₂

Vitaminet B₁₂ har fått sitt namn kobalamin efter kobolt som utgör en central atom i dess sammansättning. Vitamin B₁₂ är nödvändigt för kroppens produktion av röda blodkroppar och bildandet av myelin som bidrar till nervsystemets funktion.

Kärnvapen

Teoretiskt kan kobolt tillsättas kärnvapen för att utöka den radioaktiva verkan. I en sådan så kallad koboltbomb utsätts kobolt vid detonation för strålning som gör det radioaktivt med lång halveringstid.

Förekomst

Kobolt förekommer i mineralerna kobaltit, smaltit och erytrit.

Kobolt i Sverige

Tidigare har kobolt brutits i Los koboltgruva i Hälsingland och Vena koboltgruvor i Närke. Andra platser för brytning av koboltmineral var Gladhammar, Tunaberg, Håkansboda (i Västmanland) och Riddarhyttan.

Möjliga nya förekomster finns i Ahmavuoma, som ligger mellan Lannavaara och Lainio, nära Vittangi och i Oviken i Bergs kommun.

Se även

• Konfliktresurs

Källor

Periodiska systemet 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18  1  H He  2  Li Be B C N O F Ne  3  Na Mg Al Si P S Cl Ar  4  K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr  5  Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe  6  Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn  7  Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Metaller Halvmetall Icke-metaller Okända kemiska egenskaper Alkalimetall Alkalisk jordartsmetall Lantanoid Aktinoid Övergångsmetall Övrig metall Diatomisk icke-metall Polyatomisk icke-metall Ädelgas