IL COBALTO

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IL COBALTO

•   Italiano Cobalto   Tedesco Kobalt 
  Inglese Cobalt   Francese Cobalt   Croato
  Kobalt Spagnolo Cobalto

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• Il Cobalto (simbolo Co) è lelemento chimico di
  numero atomico 27, appartenente al nono gruppo e
  al quarto periodo della tavola periodica ed è
  quindi compreso nella serie chimica degli
  elementi di transizione.

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• I minerali a base di cobalto venivano utilizzati
  già nel 2000 a. C. da Egiziani e Persiani per
  conferire la colorazione blu a vetri e ceramiche.
  Letimologia del nome cobalto è tuttora
  sconosciuta, ma si pensa che possa derivare dal
  termine greco cobalos (ossia folletto) o da
  quello tedesco Kobold (nome attribuito a degli
  spiriti maligni nellantichità), utilizzato dai
  minatori che, pensando di avere a che fare con
  minerali di rame, non riuscivano a dare una
  spiegazione razionale al comportamento in
  temperatura dei minerali di cobalto.

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• La scoperta dellelemento chimico cobalto avvenne
  nel 1735 ad opera del chimico svedese Georg
  Brandt.
• Il cobalto metallico è un elemento
  bianco-argenteo, ferromagnetico e molto duro. A
  temperatura ambiente presenta bassa duttilità, ma
  questa aumenta portandolo a temperature elevate.
  Fonde a circa 1495C, bolle a circa 2870C, ha
  densità pari a 8900 kg/m3 e peso atomico 58,9332
  u.m.a.

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• La maggior parte del cobalto  si trova
  allinterno del nucleo terrestre. È invece
  piuttosto raro nella crosta terrestre (è il 32
  elemento in ordine di abbondanza) in cui si trova
  in tenore pari allo 0,0023. Esso non si trova
  mai sotto forma di metallo libero bensì sotto
  forma di minerali, come la smaltite ((Co, Fe,
  Ni)As2), il cobalto grigio o cobaltite ((Co,
  Fe)AsS), la carrollite (Cu(Co,Ni)2S4), la
  linneite (Co3S4 con atomi  di Ni o Cu come
  sostituzionali del Co), la sferocobaltite (CoCO3)
  e la eritrite o fior di cobalto
  (Co(AsO4)2  8H2O)

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• Il Canada, il Congo e lo Zambia sono i tre
  maggiori
• estrattori di minerali di cobalto.

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(No Transcript)
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• acciai per utensili ad alta velocità
• utensili al diamante
• magneti e supporti magnetici per registrazioni
• catalizzatori per l industria chimica e
  petrolchimica per la sintesi di idrocarburi
  liquidi
• materiale di rivestimento per elettrodeposizione
  (galvanostegia) per il suo aspetto, la sua
  durezza e la sua resistenza
• composti disidratanti per vernici, lacche ed
  inchiostri utilizzati come azzurranti nelle
  industrie delle ceramiche e del vetro
• polveri per il rivestimento di porcellane e
  smalti
• pigmenti blu cobalto e verde cobalto
• elettrodi per batterie dauto.

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• Un suo isotopo radioattivo, il cobalto-60
  (scoperto nel 1938 dal fisico e chimico
  statunitense Glenn Theodore Seaborg e dal fisico
  nucleare statunitense John Jacob Livingood),
  trova impiego come sorgente di raggi gamma con
  energia di 1,17 MeV e 1,33 MeV ed è molto usato
• nella radioterapia (cobalto-terapia)
• per la sterilizzazione dei cibi tramite
  radiazione (pastorizzazione a freddo)
• nella radiografia industriale per il rilevamento
  di anomalie strutturali in manufatti in metallo.

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• Un recente impiego delle leghe di cobalto
  riguarda il campo biomedico, per la realizzazione
  di protesi dentali o di protesi sottoposte a
  carichi elevati, come quelle del ginocchio e
  dellanca.

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• Il cobalto si trova in molti organismi viventi,
  esseri umani compresi. La sua importanza
  biologica è dimostrata tra laltro dalla sua
  presenza nella vitamina B12, necessaria
  allalimentazione degli animali superiori, e
  dalla sua influenza positiva come oligoelemento
  sulla crescita di molte piante.

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Il Cobalto nei cibi

• Il Cobalto viene usato anche nella conservazione
  dei cibi, tramite lirraggiamento.
• Esso consiste nel bombardare il cibo con
  radiazioni ionizzanti provenienti da cobalto 60 e
  cesio 137, per distruggere i batteri. Tra laltro
  poiché alcuni batteri sono molto resistenti, si
  tende a dare, dosi sempre maggiori di
  irraggiamento.
• Ad esempio è largamente usato nella macellazione
  delle carni in ambienti sporchi, senza che la
  carne si putrefaccia subito.
• Si sa per certo che determina una grossa perdita
  di sostanze nutritive tra cui le vitamine(A,C,E)
  gli acidi grassi, il Magnesio, e produce sostanze
  chimiche che si sospetta possano essere
  cancerogene e causare danni genetici.

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Effetti del cobalto sulla salute 

• Il cobalto risulta disperso in varie forme
  nellambiente e di conseguenza gli esseri umani
  possono essere esposti ad esso semplicemente
  respirando aria, bevendo acqua o mangiando
  alimenti che lo contengono.  Generalmente il
  cobalto non si trova in forma libera
  nellambiente tuttavia, se questo accade, esso
  può essere assorbito da parte di animali, piante
  o degli stessi esseri umani.
• Il corpo umano non ha la capacità di
  sintetizzare il cobalto e dipende quindi da fonti
  animali per una giusta quantità di questa
  sostanza. Ecco perché i vegetariani sono più
  soggetti ad una carenza di cobalto di quanto non
  lo siano le persone che mangiano carne.

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• Alcuni esempi di alimenti che contengono cobalto
  sono
• le ostriche
• il fegato, la carne di manzo
• il formaggio
• le uova
• il latte
• i crostacei
• molti frutti tra cui le albicocche, le ciliegie,
  i fichi e le pere
• molti tipi di verdura tra cui i pomodori, il
  radicchio, i cavoli, le barbabietole.

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• Il cobalto rientra nella struttura della vitamina
  B-12, alla quale si lega e della quale permette
  la sintesi nella flora intestinale.  Esso attiva
  numerosi processi metabolici ed enzimi, promuove
  la formazione dei globuli rossi, interviene nella
  formazione dellemoglobina ed è necessario per il
  corretto funzionamento delle cellule del
  corpo.  Il cobalto risulta inoltre indispensabile
  per laccrescimento ed il mantenimento del peso
  corporeo, esercita unazione antitossica,
  previene lanemia ed interviene sulla fecondità.

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• Sintomi da carenza di cobalto possono essere la
  debolezza, la nausea, linappetenza, il
  formicolio agli arti, la sanguinamento delle
  gengive, la difficoltà a mantenere lequilibrio e
  lanemia.
• Se assunto in concentrazioni troppo elevate
  tuttavia, il cobalto può avere effetti negativi
  sulla salute. Alti dosi di cobalto possono
  provocare lingrossamento della tiroide, un
  aumento dei globuli rossi, pallore, stanchezza,
  diarrea, palpitazioni cardiache, intorpidimento
  delle dita delle mani e dei piedi.
• Effetti sulla salute possono derivare anche dal
  contatto con la radiazione emessa dagli isotopi
  radioattivi del cobalto.  Tale radiazione può
  portare alla sterilità, al vomito, a perdite di
  sangue e, se supera certi limiti può condurre al
  coma e alla morte. Gli isotopi radioattivi del
  cobalto non sono presenti nellambiente, ma
  possono venir rilasciati nello stesso durante il
  funzionamento di impianti nucleari o nel caso di
  incidenti nucleari.

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• La polvere di cobalto può causare una malattia
  simile allasma con sintomi che variano da tasse,
  respiro corto e dispnea fino a riduzione nelle
  funzioni polmonari, fibrosi nodulare, inabilità
  permanente e morte. lesposizione a cobalto può
  causare perdita di peso, dermatite e
  ipersensibilità respiratoria.
• Lassociazione internazionale per la ricerca
  contro il cancro (AIRC) colloca il cobalto ed i
  composti di cobalto allinterno del gruppo 2B
  (agenti che possono essere cancerogeni per gli
  esseri umani).

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• L'American Conference of Governmental Industrial
  Hygienists (ACGIH) ha collocato il cobalto ed i
  suoi composti inorganici nella categoria A3
  (cancerogeno per gli animali da laboratorio
  lagente è cancerogeno per gli animali da
  laboratorio in concentrazioni relativamente
  elevate, attraverso vie, in forme istologiche, o
  con meccanismi che non sono considerati
  importanti per lesposizioni degli operai).
• In Germania il cobalto è stato classificato
  essere cancerogeno per gli animali da laboratorio.

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Effetti ambientali del cobalto

• Il cobalto è un elemento che si presenta
  naturalmente nell'aria ambiente, in acqua, nel
  terreno, nelle rocce, in piante ed in animali.
  Può anche entrare nell'aria e nell'acqua e
  depositarsi sul terreno attraverso polvere
  trasportata dal vento ed entrare nell'acqua
  superficiale attraverso lo scorrimento
  superficiale quando l'acqua piovana scorre
  attraverso terreni e rocce che contengono
  cobalto.Gli esseri umani aggiungono cobalto
  scaricando piccole quantità nell'atmosfera dalla
  combustione e dall'estrazione mineraria del
  carbone, trattando dei minerali contenenti
  cobalto e dalla produzione e dall'uso dei
  prodotti chimici a base di cobalto. Gli isotopi
  radioattivi del cobalto non sono naturalmente
  presenti nell'ambiente, ma vengono rilasciati
  attraverso il funzionamento di impianti di
  energia nucleare e gli incidenti nucleari.

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• Dal momento che hanno periodi radioattivi
  relativamente brevi non sono particolarmente
  pericolosi.Il cobalto non può essere distrutto
  una volta entrato nell'ambiente. Può reagire con
  altre particelle o essere assorbito sulle
  particelle del terreno o nei sedimenti
  dell'acqua. Il cobalto si muove soltanto in
  condizioni acide, ma alla fine la maggior parte
  del cobalto finisce in terreni e sedimenti.I
  terreni che contengono quantità molto basse di
  cobalto possono far crescere piante
  cobalto-deficienti, di conseguenza anche gli
  animali che pascolano su questi terreni soffrono
  la carenza di cobalto.

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• Quando le piante crescono su terreni contaminati
  accumulano particelle molto piccole di cobalto,
  in particolare nelle parti delle piante che
  mangiamo, come frutta e semi. I terreni in
  prossimità di miniere e dimpianti di fusione
  possono contenere quantità molto elevate di
  cobalto, di conseguenza lassorbimento dagli
  esseri umani attraverso lindigestione di piante
  può avere degli effetti sulla salute.

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Esperimento cobalto cloruro esaidrato

• Il cloruro di cobalto è un sale che si presenta
  in diverse forme e colori. Questo dato è dovuto
  al fatto che esso può presentarsi come molecola
  anidra (di colore blu), biidrata (di colore
  rosa-viola) esaidrata (di colore rosso-porpora).
  Lesperimento consiste nel sintetizzare questo
  sale perché
• E possibile sintetizzare altri bellissimi (ma
  tossici) complessi colorati del cobalto 
• Il cobalto cloruro esaidrato costa decisamente
  troppo, però con questa procedura è possibile
  produrlo. 

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• Per questo si deve partire dal cobalto metallico
  puro al 99,5 ricoperto da un sottile strato
  d'ossido che ne ha reso un po' più difficile
  l'attacco da parte dell'acido.
• Reattivi
• Acido cloridrico 36HCl
• Cobalto metallico  Co
• Acqua ossigenata  H2O2  130vl
• Acqua distillata  H2O
• Attenzione! I sali di cobalto e il cobalto stesso
  sono molto tossici e nocivi per la salute e per
  l'ambiente. Non bisogna disperdere le polveri e
  non bisogna inalarle. Occorre lavorare in
  condizioni adeguate e all'aperto (o sotto cappa)
  perché durante la reazione olltre a idrogeno H2
  si sviluppano abbondanti fumi acidi irritanti per
  il sistema respiratorio.

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• Il primo passaggio di questo esperimento è
  porre 29.5g di Cobalto metallico in un becher da
  250mL e versargli sopra 40mL di acqua distillata.
•  

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• In un altro becher preparare 50mL di acido
  cloridrico concentrato e versarlo a piccole dosi
  nel primo becher (contenente l'acqua e il
  cobalto). La reazione inizia subito, ma molto
  lentamente, si possono osservare, infatti, due
  fenomeni la variazione di colore, che col tempo
  diviene sempre più marcata, e l'emissione di
  bollicine ovvero idrogeno.
•  

Dopo alcuni minuti la soluzione scurisce
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• Per accelerare la reazione è consigliato l'uso di
  qualche mL (circa 8) di perossido di idrogeno
  (acqua ossigenata) concentrata (36 130 vl). Il
  perossido è un forte ossidante e facilita
  l'attacco da parte dell'acido sul cobalto. Ad
  ogni aggiunta, che deve essere fatta sempre
  lentamente e pochi mL per volta, la soluzione da
  blu scuro vira al verde scuro a causa del potere
  ossidante del perossido di idrogeno, il tutto è
  inoltre accompagnato da effervescenza moderata. 

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• A questo punto è possibile porre, agitando
  saltuariamente,
• il becher di reazione su piastra riscaldante. Il
  colore dopo
• alcuni minuti diverrà blu intenso.

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• Il che significa la fine dell'effetto
  ossidante del perossido. Il riscaldamento
  tuttavia facilita l'attacco dell'acido sul
  metallo oltre all'evaporazione stessa dell'acido.
  E' possibile utilizzare altri mL di perossido per
  continuare e velocizzare l'attacco del metallo
  direttamente con il becher su piastra. Per
  questione di tempo, trascorsa 1h e 15minuti
  dall'inizio della reazione, occorre staccare il
  riscaldamento. Dopodiché bisogna lasciare
  raffreddare la soluzione e filtrare il Cobalto
  non reagito su filtro a carta.
•  

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• La soluzione risultante deve essere di colore blu
  intenso proprio come in foto.
• Il cobalto non reagito, in questo caso, è stato
  pari a 23.4g dunque hanno reagito solo 6.1g del
  metallo.
• Adesso secondo la reazione adottata
• ½Co HCl ? ½CoCl2  6H2O ½H2
• Laspettativa della resa in cloruro di cobalto
  esaidrato è di 27g circa (poco meno). 
• In realtà
• La soluzione filtrata viene posta nuovamente su
  piastra e fatta evaporare fino a pellicola.

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• A questo punto punto (come nella foto) il
  riscaldamento viene staccato e si lascia
  raffreddare. Utilizzando un bagno ad acqua
  fredda, nel giro di un'ora tutto il sale è
  cristallizzato. Queste due foto mostrano il prima
  e il dopo.

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• Dalle foto è facilmente visibile che, sia il
  composto che la soluzione stessa della foto a
  sinistra, posseggono un colore blu, diversamente
  dalla foto a destra che già possiede un colore
  violaceo questo è dovuto al fatto che
  inizialmente il sale era in forma anidra, ma
  stando a contatto con l'atmosfera ha assorbito
  due molecole d'acqua cambiando il suo colore.

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• Il sale deve essere scrostato dal becher con
  molta pazienza poiché aderisce, quindi è
  consigliato staccare e picchettare con una
  spatola di acciaio i bordi del becher in cui il
  sale è incrostato lentamente si staccherà tutto
  quanto senza alcuna difficoltà.
• Lasciando seccare all'aria il prodotto ottenuto,
  dopo 24h si noterà che il sale cambierà ancora il
  suo colore. Diverrà di un bellissimo
  rosso-porpora.

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• La resa è stata del 100 dunque di 26.4g di un
  prodotto abbastanza puro almeno del 98, ma per
  aumentare la sua purezza è consigliato sciogliere
  il sale in 50mL di acqua distillata e far
  evaporare fino a pellicola la soluzione, in
  questo modo infatti tutto l'acido sarà rimosso. 
• Conservare bene il prodotto ottenuto, non
  inalarne le polveri!
• Bibliografia
• http//www.portale-chimica.com/1/sintesi_cobalto_
  cloruro_esaidrato_7236545.html
• http//www.saperesalute.it/network/tuttovitamine/
  glossario/cobalto
• http//www.lenntech.it/periodica/elementi/co.htm
• http//www.anthropostest.com/cobalto/