Презентация "Кобальт и его соединения" (8 класс) по химии – проект, доклад

КОБАЛЬТ и его соединения

Их биологическая роль в жизни человека выполнила студентка 1 курса Куликова Алиса ФД-11

Аннотация

Кобальт – это белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях:

α-Co с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Co с кубической гранецентрированной решёткой.

Содержание

Свойства атома Из истории Происхождение названия Нахождение в природе Физические свойства Применение Биологическая роль Некоторые соединения кобальта и минералы Задача

Свойства атома

Атомная масса = 58,9332 г/моль Электронная конфигурация 3d7 4s2 Радиус атома 125 пм Химические свойства Электроотрицательность 1,88 (шкала Полинга) Электродный потенциал E0(Co2+/Co) = -0,277 В Степени окисления +3, +2, 0, -1 Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) = 8,9 г/см³ Температура плавления = 1768 K Температура кипения = 3143 K Теплота плавления = 15,48 кДж/моль Теплота испарения = 389,1 кДж/моль Кристаллическая решётка простого вещества гексагональная

Из истории

Соединения кобальта известны человеку с глубокой древности, синие кобальтовые стёкла, эмали, краски находят в гробницах Древнего Египта (больше синего цвета). Первое приготовление синих красок относится к 1800 году.

Название

Название химического элемента кобальт происходит от нем. Kobold — домовой, гном. При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов (кобальтин CoAsS) выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка(As2O3). Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. В средние века горняки и металлурги называли руды, которые были похожими на обычную руду, но при плавке не давали ни одного из семи известных металлов (золота, серебра, меди, свинца, железа, ртути и олова), «кобальтами». Тогда считали, что горные духи (кобольды) мешают выплавке металлов. Впоследствии кобальтами называли все трудно проплавляемые руды.

Нахождение в природе

Содержание Кобальта в литосфере 1,8·10-3% по массе. В земной коре он мигрирует в магмах, горячих и холодных водах. В биосфере Кобальт преимущественно рассеивается: в глинах и сланцах в среднем содержится 2·10-3% кобальта, в песчаниках 3·10-5, в известняках 1·10-5. Мировом океане его лишь 5·10-8%. Наиболее бедны кобальтом песчаные почвы лесных районов. Всего известно около 50 кобальтосодержащих минералов.

Физические свойства

Кобальт — твердый металл, существующий в двух модификациях. При температурах 18 -427 °C устойчива α-модификация. При температурах 427 -1494 °C (=t ° пл) устойчива β-модификация кобальта (решётка кубическая гранецентрированная). Кобальт — ферромагнетик. Желтоватый оттенок ему придает тонкий слой оксидов.

Применение

Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и т. п. Металл используется для создания высокопрочных сталей. Кобальт применяется как катализатор химических реакций Магнитные свойства сплавов кобальта находят применение в аппаратуре магнитной записи, а также сердечниках электромоторов и трансформаторов. Широко используется в медицине (В12) для борьбы с раком, вытеснив из использования р/а радий, и в пчеловодстве

Биологическая роль

Он входит в состав витамина В12 (кобаламин). В теле человека содержится 0,2 мг кобальта на каждый килограмм массы человека. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз.(Акобальтозом страдают преимущественно жвачные — овцы, козы, крупный рогатый скот, возможно, и дикие животные, реже свиньи, лошади и птицы, у которых болезнь протекает более латентно, не доходя до явного клинического проявления.) Избыток кобальта также вреден

Токсичность

ПДК пыли кобальта в воздухе 0,5 мг/м³, в питьевой воде допустимое содержание солей кобальта 0,01 мг/л. В 1960-х годах соли кобальта использовались некоторыми пивоваренными компаниями для стабилизации пены. Регулярно выпивавшие более четырёх литров пива в день получали серьёзные побочные эффекты на сердце, и, в отдельных случаях, это приводило к смерти. С тех пор его использование в пивоварении прекращено, и в настоящее время является незаконным. Особенно токсичны пары октакарбонила кобальта Со2(СО)8.

Биологическая функция кобальта

Физиологический эффект микроэлементов, в частности, кобальта

Вреден как избыток, так и недостаток микроэлементов. Существуют определенные диапазоны концентраций, в которых микроэлементы, в частности, кобальт, необходимы живым организмам.

Влияние на растения

Растения накапливают кобальт (главным образом в корнях), его содержание повышается в период роста и снижается во время цветения. Небольшие добавки кобальта приводят к значительному повышению урожая и улучшению его качества (злаки, картофель, бобовые). К пищевым продуктам с высоким содержанием кобальта относятся: свекла (особенно ботва),земляника, хлеб, гречиха, капуста, инжир, зеленый лук, грибы, груши, редис, помидоры. Кобальта в них содержится около 0.2 мг/кг. Яблоки, абрикосы, бананы, морковь, вишня, кофе, кукуруза, баклажаны, овес, перец, картофель, рис, злаки (около 0.05 мг/кг)

Металлический кобальт

Смальта СоАs2

Вначале кобальтовую руду обжигали, размалывали и плавили без всяких добавок. Позже к руде стали добавлять карбонат калия (поташ) и песок. Получалось синее стекло — смальта, которую выливали в воду, измельчали и отмывали от растворимых примесей. Смальта в виде кубиков и пластинок до сих пор служит для мозаичных работ.

Фрактальный кристалл кобальта

Фрактальные (дендритные) кристаллиты кобальта, полученные методом химического восстановления. Несмотря на свой микронный размер, фрактальный кристалл "простирает" свои "веточки" и в область "нано"

ксантоконит сферокобальтит (кобальтокальцит)

Ксантоконит существует в различных модификациях. Чаще всего полупрозрачные коричневые, филолетовые, голубые или желто-оранжевые кристаллы.

Состоят из множества маленьких шариков с концентрическим строением. Цвет минерала: розово-красный, розовый переходящий в красный; коричневый, серый, может быть изменен до черного . Полупрозрачный со стеклянным блеском.

Победит Кобальт, очищенный электролизом

Советскими учеными и инженерами разработан сверхтвердый сплав “победит”, который по своим качествам превосходит аналогичные зарубежные сплавы. В состав победита, наряду с карбидом вольфрама, входит кобальт

Смесь кристаллического порошка из черного, темно-зеленого и бурого оксидов. Растворяется в воде за 30 суток .

Смесь оксидов кобальта

Кобальт и ртуть

хлорид кобальта шестиводный CoCl2·6 H2O

СоС12-6Н2О- фиолетовые кристаллы.

хлорид кобальта (ǁ) безводный CoCl2

сульфат кобальта семиводный CoSO4·7 H2O

CoSO4 – розовато-коричневые гигроскопичные кристаллы. Применяется в стекольной и керамической промышленности в качестве пигмента.

Нитрат кобальта Сo(NO3)2·6 H2O

Нитрат кобальта

На 20 января 2013 г. стоимость кобальта на мировом рынке, по данным infogeo.ru, составляет около 26 долл./кг. (770 руб.).

Задача

Кристаллогидрат CoCl2.6H2O массой 476 г растворили в воде, при этом массовая доля хлорида кобальта(II) в растворе оказалась равной 13,15%. Рассчитайте массу воды, взятую для растворения кристаллогидрата.

Спасибо за внимание!