Cobalto

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Disambig grey.svg Nota: Para o automóvel produzido pela General Motors, veja Chevrolet Cobalt.


Pix.gif Cobalto Stylised atom with three Bohr model orbits and stylised nucleus.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 (VIIIB), 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 (VIIB) 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.