Bežný človek, ktorý nie je spojený s chémiou a medicínou, má spravidla hmlistú predstavu o význame kob altu pre jeho život a zdravie. Ďalším dôvodom, prečo je pre nás ťažké vysvetliť, čo je kob alt, je jeho zriedkavé rozšírenie v prírode. Len 0,004% - to je jeho obsah v zemskej kôre. Kov a jeho zlúčeniny sa však aktívne používajú v metalurgii, poľnohospodárstve a medicíne. V našom článku rozšírime naše chápanie úlohy kob altu v priemysle a tiež sa zameriame na jeho funkcie v ľudskom tele.
Miesto prvku v periodickej tabuľke
Aké miesto zaberá kob alt v periodickom systéme? Vlastnosti chemických prvkov, vrátane kovu, o ktorom uvažujeme, závisia od ich pozície v tabuľke D. I. Mendelejeva. Nachádza sa v skupine VIII b (v skrátenej forme tabuľky - v železnej triáde skupiny VIII). Rovnako ako železo a nikel sú v jeho atóme na poslednej energetickej úrovnidva elektróny, čo naznačuje, že kov patrí k d-prvkom a určuje jeho hlavné charakteristiky. Kov má dve valencie - II a III. Vyznačuje sa tiež fenoménom alotropie, kovové modifikácie môžu mať kubickú alebo šesťhrannú štruktúru.
Čo je kob alt?
Aké sú fyzikálne vlastnosti prvku? Vzhľadovo je to kov s vysokou tvrdosťou a magnetickými vlastnosťami. Strieborný lesk, tvárnosť a tepelná stabilita sú niektoré z fyzikálnych vlastností prvku, ktoré sú vlastné aj jeho ďalším dvom susedom v periodickom systéme – niklu a železu. Pri bežných teplotách na kob alt nepôsobí ani kyslík, ani voda. Jeho zlúčeniny, ako napríklad sm alt, sú už dlho známe ako látky používané na výrobu modrého farebného skla a farebnej keramiky.
Kob alt je typický kov s podobnými chemickými vlastnosťami ako železo. Aké sú vlastnosti jeho oxidov, zásad a solí?
Zlúčeniny dvojmocného a trojmocného kob altu
Schopnosť vytvárať komplexné soli je hlavným rozlišovacím znakom atómov Co (III). Tieto látky sú nestabilné, koordinačné číslo kob altu v nich je vždy rovné šesť. Majú vysokú oxidačnú silu. Stredné soli, napr. CoCL3 alebo Co2(SO4)3 sa ľahko premieňajú na soli, v ktorých je kob alt už dvojmocným kovom. Jeho bezvodé zlúčeniny majú modrú farbu a kryštalické hydráty a roztoky -Ružová. Na rozdiel od iných zásad hydroxid trojmocný kob alt pri interakcii s kyselinou chlorovodíkovou nevytvára soľ a vodu, ale uvoľňuje z nej voľný chlór. Báza dvojmocného kovu vo forme modrej zrazeniny sa získa priamou reakciou zodpovedajúcej soli s alkáliou. Uveďme popis vlastností kob altu, ktorý je súčasťou tuhých roztokov kovov v sebe navzájom - zliatin.
Dáva materiálu výnimočné technické parametre odolnosti voči vysokej teplote, tvrdosti, oderu a korózii. Zliatiny obsahujúce kob alt sa používajú v obrannom priemysle, raketovej vede a v chémii s uzavretou slučkou. Pri výrobe nástrojových ocelí, materiálov s magnetickými vlastnosťami, sa kob alt používa aj ako legujúca prísada. Vlastnosti týchto zliatin železa sú veľmi odlišné od bežných nehrdzavejúcich ocelí obsahujúcich iba chróm alebo nikel.
Využitie kob altu v strojárstve
Asi tretina všetkého vyrobeného kovu na svete ide na výrobu cermetov – umelých kompozitných materiálov. Ako pevný základ v nich slúži karbid volfrámu a kob alt pôsobí ako väzobná a fixačná zložka. Je tiež strategickou surovinou na výrobu motorových turbín v leteckom priemysle.
Vo svojej čistej forme sa kov prakticky nepoužíva, ale použitie kob altu v zmesi s inými prvkami (železo, meď, volfrám a chróm) je rozšírené v rôznychodvetvia. Stelitová zliatina s obsahom až 60% kob altu sa vyznačuje zvýšenou tepelnou odolnosťou a tvrdosťou, je nepostrádateľným materiálom na výrobu fréz a vrtákov pri výrobe nástrojov. Legujúce prvky ako volfrám a molybdén zvyšujú jeho výkon. Zliatina Vitalium, ktorá má vysokú odolnosť proti plastickej deformácii, obsahuje aj kob alt. Charakteristika vlastností zlúčeniny je nasledovná: tepelne odolná a odolná voči kyselinám, používa sa pri výrobe chemických zariadení: syntézne kolóny, destilačné prístroje. Úloha zliatin v boji proti rôznym druhom korózie je veľká, napríklad časti a mechanizmy vyrobené zo stelitu odolávajú deštrukcii pri oscilačných a trecích pohyboch mechanických povrchov v spaľovacích motoroch.
Metódy na získanie kob altu
Rôzne odvetvia hospodárstva vyžadujú používanie materiálov obsahujúcich kob alt. To prispieva k zvýšeniu ťažby rúd a minerálov, a to: kob altového korenia a lesku. Zloženie týchto hornín zahŕňa aj arzén, ktorý si vynucuje používanie zvýšených bezpečnostných opatrení v procesoch tavenia kovov. Hlavnou metódou získavania kob altu je pyrometalurgia a používa sa aj metóda úpravy rudy síranovou kyselinou. Najperspektívnejšie sú ložiská silikátoxidových rúd, pyritu a pentlanditu v Číne, Rusku (na polostrove Kola, v republike Tuva a na Krasnojarskom území), ako aj v Kanade.
Používanie kovov v poľnohospodárstve aliek
Určité dôležité vlastnosti stopového prvku kob altu prispievajú k jeho využitiu napríklad v rastlinnej výrobe na zvýšenie vegetatívnej hmoty rastlín. V lucerne, lupine, ďateline a iných cenných kŕmnych trávach z čeľade bôbovitých sa zapája do enzymatických reakcií fixácie dusíka, ku ktorým dochádza pomocou nodulových baktérií. Nedostatok mikroelementu sa prejavuje takými príznakmi, ako je odfarbenie listových čepelí a ich strata schopnosti fotosyntézy, spomalenie rastových procesov a narušenie celého vývojového cyklu rastlín. Nadmerný obsah kob altu je možný v dôsledku porušenia noriem pre zavádzanie mikrohnojív. Keďže jeho zlúčeniny sú vysoko rozpustné vo vode, okamžite vstupujú do xylemu a cez vodivé prvky (cievne vláknité zväzky) vstupujú do mezofylu listov, čo spôsobuje ich odfarbenie a vädnutie. Obilniny sú najcitlivejšie na prebytok mikroelementu: ovos, jačmeň, ryža.
Biochémia o úlohe zlúčenín kob altu
Odbor biológie, ktorý študuje živú hmotu na molekulárnej a bunkovej úrovni, stanovil dôležitú funkciu tohto chemického prvku. Je súčasťou nebielkovinovej časti biologicky aktívnych látok – enzýmov a hormónov. Napríklad kob alt v ľudskom tele sa nachádza v molekulách tyroxínu, ktoré produkuje štítna žľaza a riadi metabolické procesy. Ďalším životne dôležitým hormónom, ktorý reguluje hladinu glukózy v krvi, je inzulín. Vylučujú ho β-bunky Langerhansových ostrovčekov pankreasu a obsahuje aj zlúčeniny kob altu. Nedostatočné zásobovanieprvok v ľudských bunkách a orgánoch sa pozoruje pri prechode zo zmiešanej výživy na vegetariánstvo, s helmintickými inváziami a chorobami tráviaceho systému. Ako vidíte, kob alt je stopový prvok, ktorý vážne ovplyvňuje úroveň homeostázy v ľudskom tele.
Význam chemického prvku v metabolizme
Hematopoéza, uskutočňovaná červenou kostnou dreňou, prebieha za účasti látok obsahujúcich kob alt - aktivátorov zodpovedajúcich enzýmov. Jeden z hlavných vitamínov B - kyanokobolamín (B12), podieľajúci sa na tvorbe červených krviniek v krvotvorných orgánoch, chráni telo pred anémiou. Správna a vyvážená výživa, obsahujúca pečeň, hovädzie mäso, morské plody, sušené marhule, cviklu, zabezpečí potrebnú hladinu kob altu v ľudskom tele (asi 40 mg denne) a ochráni ho pred chorobami imunitného, kardiovaskulárneho a endokrinného systému.
