Cobalto

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Pix.gif Cobalto Stylised Lithium Atom.svg
FerroCobaltoNíquel
  Hexagonal.png
 
27
Co
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Co
Ródio
Tabela completaTabela estendida
Aparência
cinza metálico


Lascas de cobato puro (99,9%), refinado eletroliticamente e um cubo de alta pureza (99,8%) de 1 cm3 para comparação.
Informações gerais
Nome, símbolo, número Cobalto, Co, 27
Série química Metal de transição
Grupo, período, bloco 9, 4, d
Densidade, dureza 8900 kg/m3, 5
Número CAS 7440-48-4
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica 58,933195(5) u
Raio atómico (calculado) 126 pm
Raio covalente 152 pm
Raio de Van der Waals pm
Configuração electrónica [Ar] 3d7 4s2
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 15, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 2, 3 (anfótero)
Óxido
Estrutura cristalina hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 1768 K
Ponto de ebulição 3200 K
Entalpia de fusão 16,06 kJ/mol
Entalpia de vaporização 377 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar 6,67×10−6 m3/mol
Pressão de vapor 1 Pa a 1790 K
Velocidade do som 4720 m/s a 20 °C
Classe magnética ferromagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie 1348 K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 1,88
Calor específico J/(kg·K)
Condutividade elétrica S/m
Condutividade térmica 100 W/(m·K)
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
5º Potencial de ionização kJ/mol
6º Potencial de ionização kJ/mol
7º Potencial de ionização kJ/mol
8º Potencial de ionização kJ/mol
9º Potencial de ionização kJ/mol
10º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD
MeV
56Co sintético 77,27 d ε 4,566 56Fe
57Co sintético 271,79 d ε 0,836 57Fe
58Co sintético 70,86 d ε 2,307 58Fe
59Co 100% estável com 32 neutrões
60Co sintético 5,2714 a β, γ, γ 2,824 60Ni
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

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 (VIIIB) 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 e esterilização de alimentos.

Características principais[editar | editar código-fonte]

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 meteoritos 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.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Papel biológico[editar | editar código-fonte]

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).

História[editar | editar código-fonte]

Cerâmica chinesa azul com porcelana branca, fabricada c.1335.

Compostos de cobalto tem sido utilizados por séculos por transmitir uma cor azul ao vidro e cerâmicas. O Cobalto foi detectado em esculturas egípcias e pedras preciosas persas do terceiro milênio A.C., nas ruinas de Pompéia (destruida em 79 A.C.) e na China da dinastia Tang (618-907) e Dinastia Ming (1368–1644).[1]

O elemento foi descoberto por Georg 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 atribuído 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 Erzgebirgechitze, 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 construída 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).

Abundância e obtenção[editar | editar código-fonte]

O metal não é encontrado em estado nativo, mas em diversos minerais, razão pela qual é extraído normalmente junto com outros produtos, especialmente como subproduto do níquel e do cobre. Os principais minérios de cobalto são a cobaltita, eritrina, cobaltocalcita e skuterudita. Os maiores produtores de cobalto são a República Democrática do Congo, a República Popular da China, a Zâmbia, a Rússia e a Áustria.

Compostos[editar | editar código-fonte]

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

Isótopos[editar | editar código-fonte]

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 quinze centímetros de diâmetro por dois de altura (Forma de um cilindro). 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.

Precauções[editar | editar código-fonte]

O cobalto metálico em pó finamente dividido é tóxico. 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 rapidamente. Numa eventual guerra nuclear, a emissão de nêutrons 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. Em tempos de paz, o risco provém da inadequada manipulação ou manutenção das unidades de radioterapia.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

Commons
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  1. Cobalt, Encyclopædia Britannica Online.