คนธรรมดาที่ไม่เกี่ยวข้องกับเคมีและยา มีแนวคิดที่คลุมเครือเกี่ยวกับความสำคัญของโคบอลต์สำหรับชีวิตและสุขภาพของเขา อีกเหตุผลหนึ่งที่เราพบว่าเป็นการยากที่จะอธิบายว่าโคบอลต์คืออะไรคือการกระจายตัวที่หายากในธรรมชาติ เพียง 0.004% - นี่คือเนื้อหาในเปลือกโลก อย่างไรก็ตาม โลหะและสารประกอบของโลหะนั้นถูกใช้อย่างแข็งขันในด้านโลหะวิทยา เกษตรกรรม และการแพทย์ ในบทความของเรา เราจะขยายความเข้าใจเกี่ยวกับบทบาทของโคบอลต์ในอุตสาหกรรม รวมทั้งศึกษาการทำงานของโคบอลต์ในร่างกายมนุษย์
ตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ
โคบอลต์อยู่ในระบบธาตุอะไร? คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมี รวมถึงโลหะที่เรากำลังพิจารณา ขึ้นอยู่กับตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางของ D. I. Mendeleev ตั้งอยู่ในกลุ่ม VIII b (ในรูปแบบย่อของตาราง - ในกลุ่มเหล็กสามกลุ่ม VIII) เช่นเดียวกับเหล็กและนิกเกิล ในอะตอมที่ระดับพลังงานสุดท้ายคืออิเล็กตรอนสองตัวซึ่งบ่งชี้ว่าโลหะนั้นเป็นขององค์ประกอบ d และกำหนดลักษณะสำคัญของมัน โลหะมีสองวาเลนซ์ - II และ III นอกจากนี้ยังโดดเด่นด้วยปรากฏการณ์ allotropy การดัดแปลงโลหะสามารถมีโครงสร้างลูกบาศก์หรือหกเหลี่ยม
โคบอลต์คืออะไร
คุณสมบัติทางกายภาพขององค์ประกอบคืออะไร? ลักษณะเป็นโลหะที่มีความแข็งสูงและมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก เงาสีเงิน ความอ่อนตัว และความเสถียรทางความร้อนเป็นคุณสมบัติทางกายภาพบางประการขององค์ประกอบ ซึ่งมีอยู่ในเพื่อนบ้านอีก 2 รายในระบบธาตุ - นิกเกิลและเหล็ก ออกซิเจนและน้ำไม่ทำปฏิกิริยากับโคบอลต์ที่อุณหภูมิปกติ สารประกอบ เช่น สมอลต์ เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเป็นสารที่ใช้ในการผลิตกระจกสีและเซรามิกสี
โคบอลต์เป็นโลหะทั่วไปที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับเหล็ก ออกไซด์ เบส และเกลือมีคุณสมบัติอย่างไร
สารประกอบของโคบอลต์ชนิดไดวาเลนต์และไตรวาเลนต์
ความสามารถในการสร้างเกลือเชิงซ้อนเป็นลักษณะเด่นที่สำคัญของอะตอม Co (III) สารเหล่านี้ไม่เสถียรจำนวนโคบอลต์ในพวกมันจะเท่ากับหกเสมอ พวกมันมีกำลังออกซิไดซ์สูง เกลือปานกลาง เช่น CoCL3 หรือ Co2(SO4)3 เปลี่ยนเป็นเกลือได้ง่าย ซึ่งโคบอลต์เป็นโลหะสองวาเลนต์อยู่แล้ว สารประกอบแอนไฮดรัสของมันมีสีน้ำเงิน และไฮเดรตและสารละลายที่เป็นผลึก -สีชมพู. โคบอลต์ไฮดรอกไซด์ไตรวาเลนต์ต่างจากเบสอื่นๆ เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก จะไม่เกิดเกลือและน้ำ แต่จะปล่อยคลอรีนอิสระออกมา ฐานของโลหะไดวาเลนต์ในรูปของตะกอนสีน้ำเงินได้มาจากปฏิกิริยาโดยตรงของเกลือที่สัมพันธ์กันกับด่าง ให้เราอธิบายคุณสมบัติของโคบอลต์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสารละลายของแข็งของโลหะซึ่งกันและกัน - โลหะผสม
ทำให้วัสดุมีพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่ยอดเยี่ยมในการทนต่ออุณหภูมิสูง ความแข็ง การเสียดสี และความต้านทานการกัดกร่อน โลหะผสมที่มีโคบอลต์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ วิทยาศาสตร์จรวด และเคมีวงปิด ในการผลิตเกรดเครื่องมือของเหล็กกล้า วัสดุที่มีคุณสมบัติแม่เหล็ก โคบอลต์ยังถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในการเจือปนอีกด้วย คุณสมบัติของโลหะผสมเหล็กเหล่านี้แตกต่างอย่างมากจากเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปที่มีโครเมียมหรือนิกเกิลเท่านั้น
การใช้โคบอลต์ในงานวิศวกรรม
โลหะที่ผลิตได้ประมาณหนึ่งในสามของโลกไปผลิตเซอร์เม็ท ซึ่งเป็นวัสดุผสมเทียม ทังสเตนคาร์ไบด์ทำหน้าที่เป็นฐานที่มั่นคงในนั้นและโคบอลต์ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบในการยึดและยึด นอกจากนี้ยังเป็นวัตถุดิบเชิงกลยุทธ์สำหรับการผลิตเครื่องยนต์เทอร์ไบน์ในอุตสาหกรรมอากาศยานด้วย
ในรูปบริสุทธิ์ แทบไม่ได้ใช้โลหะเลย แต่การใช้โคบอลต์ผสมกับองค์ประกอบอื่นๆ (เหล็ก ทองแดง ทังสเตน และโครเมียม) แพร่หลายในหลาย ๆอุตสาหกรรม โลหะผสมสเตลไลต์ที่มีโคบอลต์สูงถึง 60% มีความต้านทานความร้อนและความแข็งเพิ่มขึ้น เป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตหัวกัดและดอกสว่านในการผลิตเครื่องมือ องค์ประกอบการผสมเช่นทังสเตนและโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ โลหะผสมไวทาเลียมซึ่งมีความทนทานต่อการเสียรูปของพลาสติกสูง ยังมีโคบอลต์อยู่ด้วย คุณสมบัติของสารประกอบมีดังนี้: ทนความร้อนและทนกรด ใช้ในการผลิตอุปกรณ์เคมี: คอลัมน์สังเคราะห์, เครื่องกลั่น บทบาทของโลหะผสมในการต่อต้านการกัดกร่อนประเภทต่างๆ นั้นยอดเยี่ยม ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนและกลไกที่ทำจากสเตลไลต์ต้านทานการทำลายล้างระหว่างการเคลื่อนที่แบบสั่นและการถูของพื้นผิวทางกลในเครื่องยนต์สันดาปภายใน
วิธีการรับโคบอลต์
ภาคเศรษฐกิจต่างๆ จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีโคบอลต์ สิ่งนี้มีส่วนช่วยในการเพิ่มการสกัดแร่และแร่ธาตุ ได้แก่ เครื่องเทศโคบอลต์และความมันวาว องค์ประกอบของหินเหล่านี้ยังรวมถึงสารหนูซึ่งบังคับให้ใช้มาตรการความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นในกระบวนการถลุงโลหะ วิธีการหลักในการรับโคบอลต์คือ pyrometallurgy และยังใช้วิธีการรักษาแร่ด้วยกรดซัลเฟต สิ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือแร่ซิลิเกต-ออกไซด์ ไพไรต์และเพนต์แลนไดต์ในจีน รัสเซีย (บนคาบสมุทรโคลา ในสาธารณรัฐตูวาและดินแดนครัสโนยาสค์) เช่นเดียวกับในแคนาดา
การใช้โลหะในการเกษตรและยา
คุณสมบัติที่สำคัญบางประการของธาตุโคบอลต์มีส่วนช่วยในการใช้งาน ตัวอย่างเช่น ในการผลิตพืชผลเพื่อเพิ่มมวลพืชของพืช ในหญ้าชนิต ลูปิน โคลเวอร์ และหญ้าอาหารสัตว์ที่มีคุณค่าอื่น ๆ ของตระกูลพืชตระกูลถั่วนั้นรวมอยู่ในปฏิกิริยาของเอนไซม์ของการตรึงไนโตรเจนซึ่งเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรียที่เป็นปม การขาดธาตุขนาดเล็กเป็นที่ประจักษ์โดยอาการต่างๆ เช่น การเปลี่ยนสีของใบและการสูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์แสง กระบวนการเจริญเติบโตช้าลง และการหยุดชะงักของวงจรการพัฒนาพืชทั้งหมด ปริมาณโคบอลต์ที่มากเกินไปอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการละเมิดบรรทัดฐานสำหรับการแนะนำไมโครปุ๋ย เนื่องจากสารประกอบของมันสามารถละลายได้สูงในน้ำ พวกมันจึงเข้าสู่ไซเลมทันที และผ่านองค์ประกอบนำไฟฟ้า (การรวมกลุ่มของเส้นเลือดและเส้นใย) เข้าสู่เมโซฟิลล์ของใบไม้ ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีและเหี่ยวแห้ง พืชธัญพืชมักไวต่อองค์ประกอบย่อยมากเกินไป เช่น ข้าวโอ๊ต ข้าวบาร์เลย์ ข้าว
ชีวเคมีเกี่ยวกับบทบาทของสารประกอบโคบอลต์
สาขาชีววิทยาที่ศึกษาสิ่งมีชีวิตในระดับโมเลกุลและเซลล์ได้สร้างหน้าที่สำคัญขององค์ประกอบทางเคมีนี้ มันเป็นส่วนหนึ่งของส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ - เอนไซม์และฮอร์โมน ตัวอย่างเช่น โคบอลต์ในร่างกายมนุษย์พบได้ในโมเลกุลของไทรอกซีนที่ผลิตโดยต่อมไทรอยด์และควบคุมกระบวนการเผาผลาญอาหาร ฮอร์โมนสำคัญอีกชนิดหนึ่งที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดคืออินซูลิน มันถูกหลั่งโดยเซลล์ β ของเกาะ Langerhans ของตับอ่อน และยังมีสารประกอบโคบอลต์อีกด้วย อุปทานไม่เพียงพอองค์ประกอบในเซลล์และอวัยวะของมนุษย์ถูกสังเกตได้ระหว่างการเปลี่ยนจากโภชนาการแบบผสมไปเป็นการกินเจ โดยมีการรุกรานของพยาธิและโรคของระบบย่อยอาหาร อย่างที่คุณเห็น โคบอลต์เป็นธาตุที่ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระดับของสภาวะสมดุลในร่างกายมนุษย์
ความสำคัญขององค์ประกอบทางเคมีในการเผาผลาญ
Hematopoiesis ดำเนินการโดยไขกระดูกแดง เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของสารที่ประกอบด้วยโคบอลต์ - ตัวกระตุ้นของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง หนึ่งในวิตามินบีหลัก - ไซยาโนโคโบลามิน (B12) มีส่วนร่วมในการก่อตัวของเซลล์เม็ดเลือดแดงในอวัยวะสร้างเม็ดเลือด ปกป้องร่างกายจากโรคโลหิตจาง โภชนาการที่เหมาะสมและสมดุล ซึ่งประกอบด้วยตับ เนื้อวัว อาหารทะเล แอปริคอตแห้ง หัวบีต จะให้ระดับโคบอลต์ที่จำเป็นในร่างกายมนุษย์ (ประมาณ 40 มก. ต่อวัน) และปกป้องจากโรคของระบบภูมิคุ้มกัน ระบบหัวใจและหลอดเลือด และระบบต่อมไร้ท่อ