Кобалтът е химически елемент. Кобалт в човешкото тяло

Един обикновен човек, който не е свързан с химия и медицина, като правило, смътно представя стойността на кобалта за живота и здравето му. Друга причина, поради която сме на загуба да обясним какво е кобалтът, е неговото слабо разпространение в природата. Само 0.004% е неговото съдържание в земната кора. Въпреки това, металът и неговите съединения се използват активно в металургията, селското стопанство и медицината. В тази статия ще разширим разбирането ни за ролята на кобалта в промишлеността и ще се съсредоточим върху нейните функции в човешкото тяло.

Място на елемента в периодичната таблица

Какво е периодична система е кобалт? Свойствата на химичните елементи, включително на метала, който обмисляме, зависят от тяхната позиция в таблицата на ДИ Менделеев. Той се намира в VIII-та група (в кратката форма на таблицата - в триадата от желязна група VIII). Както и в желязото и никела, в атома си в последния енергийно ниво има два електрона, което показва, че металът принадлежи на d-елементите и определя основните му характеристики. Металът има две валенции - II и III. Характерно е и за феномена алотропия, модификацията на метала може да има кубична или шестоъгълна структура.

Какво е кобалт?

Какви са физическите свойства на елемента? На външен вид е метал с висока твърдост и магнитни свойства. Сребрист блясък, еластичност и термична стабилност - тук са някои от физически признаци на елемент, присъщи на кладенеца и други двама от неговите съседи в периодичната таблица - никел и желязо. Нито кислород, нито вода действат върху кобалт при обикновена температура. Неговите съединения, например емалт, са познати от дълго време като вещества, използвани за производството на синьо стъкло и оцветяването на керамични продукти.

Кобалтът е типичен метал, подобен на неговите химични свойства върху желязото. Какви са характеристиките на неговите оксиди, основи и соли?

Съединения на двувалентния и тривалентния кобалт

Способността да се образуват сложни соли е основната отличителна характеристика на Co (III) атоми. Тези вещества не са стабилни, координационният номер на кобалт в тях е винаги шест. Те имат висока окислителна способност. Средни соли, например, CoCl₃ или Co₂(SO₄)₃ лесно преминават в соли, в които кобалтът вече е двувалентен метал. Безводните съединения имат син цвят, а кристалните хидрати и разтворите са розови. За разлика от други бази, тривалентен кобалтов хидроксид чрез взаимодействие с киселинен хлорид образува сол и не водата, и избира от тях свободен хлор. Базата на двувалентния метал под формата на синя утайка се получава чрез директна реакция на съответната сол с основа. Ние даваме характерни за свойствата кобалт, който е част от твърдите разтвори на метали един в друг - сплави.

Тя дава на материала изключителни технически параметри на устойчивост на високи температури, твърдост, устойчивост на абразия и корозия. Сплавите, съдържащи кобалт, се използват в отбранителната промишленост, ракетно инженерство и химически технологии със затворен цикъл. При производството на инструментални видове стомана, материали с магнитни свойства, като легираща добавка се използва и кобалт. Характеристиките на свойствата на тези железни сплави са много различни от обичайните степени на неръждаема стомана, съдържащи само хром или никел.

Приложение на кобалт в машиностроенето

Около една трета от целия метал, произвеждан в света, отива за производството на керамика - изкуствени композитни материали. Твърдата основа в тях е волфрамов карбид, а кобалтът действа като свързващ и фиксиращ компонент. Тя е и стратегическа суровина за производството на турбинни двигатели в конструкцията на самолетите.

Чистият метал по същество не се използва, но използването на кобалт като смес с други елементи (желязо, мед, волфрам и хром) е широко разпространен в различни отрасли. Stellite сплав, съдържаща до 60% кобалт, има висока устойчивост на топлина и твърдост, е основен материал за производството на режещи инструменти и свредла при вземането на инструмент. такъв легиращи елементи, като волфрам и молибден, подобряват неговите характеристики. Алуминиевият Vitalium, който има висока устойчивост на пластична деформация, също съдържа кобалт. Характеристиките на свойствата на съединението са: топлоустойчива и киселинно устойчива, се използва при производството на химическо оборудване: колони за синтез, дестилационни апарати. Ролята на сплавите в противодействието на различни видове корозия е голяма, например, части и механизми, направени от стелит, се противопоставят на разрушаването на вибрационните и триещите движения на механичните повърхности в двигателите с вътрешно горене.

Методи за получаване на кобалт

Различните отрасли на икономиката изискват използването на материали, съдържащи кобалт. Това допринася за увеличаване на добива на руди и минерали, а именно: кобалтови шипове и гланц. Съставът на тези скали включва и арсен, който принуждава да прилага по-големи мерки за безопасност в процесите на метално топене. Основният метод за получаване на кобалт е пирометалургията и се използва метод за обработка на руда със сулфатна киселина. Най-обещаващите са депозити на силикатни и окисни руди, пирит и пентландит в Китай, Русия (Колския полуостров, в Република Тува и територия Красноярск), както и в Канада.

Използването на метал в селското стопанство и медицината

Някои важни свойства, притежавани от микроелемента на кобалт, насърчават използването му, например, в растениевъдството, за да се увеличи вегетативната маса на растенията. В люцерна, лупина, детелина и други ценни фуражни треви Бобови семейство, той е включен в фиксиране азот ензимни реакции, настъпващи през възлите бактерии. Микроелементи недостатъци проявява със симптоми като промяна на цвета на листовете и загубата на способността им да фотосинтеза, забавят процесите на растеж и нарушаването на целия цикъл на развитие на растението. Прекомерното съдържание на кобалт е възможно поради нарушаване на нормите за въвеждане на микроорганизми. Тъй като съединенията са силно разтворими във вода, те веднага ще влезе в дървесна тъкан и проводящи елементи (фиброваскуларна снопове) попадат в мезофилни лист, причинявайки промяна в цвета и избледняване. Най-чувствителни към излишните микроелементи зърнени култури: овес, ечемик, ориз.

Биохимия върху ролята на кобалтните съединения

Клонът на биологията, който изучава живата материя на молекулярно и клетъчно ниво, е установил важна функция на този химичен елемент. Той е част от не-протеиновата част на биологично активните вещества - ензими и хормони. Например, кобалтът в човешкото тяло е молекула тироксин, произвеждана от щитовидната жлеза и контролираща метаболитните процеси. още жизненоважен хормон, който регулира нивото на глюкозата в кръвната плазма, - инсулин. Той се откроява бета - клетките на островите на Лангерханския панкреас и също съдържа кобалтови съединения. Недостатъчен прием елемент в човешки клетки и органи, наблюдавани по време на прехода от смесен хранене на вегетарианството, докато червей инфекции и заболявания на храносмилателната система. Както виждаме, кобалтът е микроелемент, който сериозно засяга нивото на хомеостазата в човешкото тяло.

Значението на химичния елемент в метаболизма

Качулката, извършена от червения костен мозък, се получава при участието на вещества, съдържащи кобалт - активатори на съответните ензими. Един от основните витамини от група В е цианоболамин (В.₁₂), участващи в образуването на еритроцити в кръвообразуващите органи, предпазва тялото от анемия. Правилното и балансирано хранене включващ черния дроб, говеждо месо, морски продукти, кайсии, цвекло, ще осигури необходимото ниво на кобалт в човешкото тяло (около 40 мг на ден), и ще го предпази от заболявания на имунната, сърдечно-съдови и ендокринни системи.