కోబాల్ట్



మౌలిక సమాచారం
కోబాల్ట్, మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో 9 వ సముదాయం, d బ్లాకు, 4 వ పిరియడ్ కు చెందిన మూలకం. కోబాల్ట్ దృఢమైన, వెండి-బూడిదరంగు ల మిశ్రిత వర్ణం కలిగిన మెరిసే లోహం . కోబాల్ట్ ఒక పరివర్తక మూలకం. భూమి ఉపరితలంలో ఇది రసాయనికం సమ్మేళనం చెందిన రూపంలో లభిస్తుంది

చరిత్ర

కోబాల్ట్ ను శతాబ్దాలుగా గాజు వస్తువులకు, పింగాణి వస్తువులకు,, glazesకు నీలిరంగును కల్గించుటకై ఉపయోగించేవారు. కోబాల్ట్‌ను వాడిన ఆనవాళ్ళు క్రీ.పూ. మూడు వేల సంవత్సరాల క్రితమే ఈజిప్టియను శిల్పాలలో, పెరిషియను ఆభరణాలలోను, పొంపి (pompeii:సా.శ.79 నాశనం చెయ్యబడినది) నగర శిథిలాలలో అలాగే చైనాలో టాంగ్ Tang సామ్రాజ్యం/రాజవంశం (618–907 AD) మరి the Ming రాజవంశం (1368–1644 AD) కాలంలో ఉపయోగించారని ఆధారాలు కనిపిస్తున్నాయి. కంచు యుగం నాటి నుండి రంగు గాజు వస్తువులలో వాడేవారు. 14 శతాబ్దికి చెందిన శిథిలమైన ఉలుబురున్ ఓడ శిథిలాలను వెలికి తీసినప్పుడు, అందులో నీలిరంగు గాజముద్దను గుర్తించారు

ఈజిప్టు లోని రంగు గాజు వస్తువులకు తయారు చేయుటకై రాగి, ఇనుము,, కోబాల్ట్ ను ఉపయోగించేవారు. ఈజిప్టుకు చెందిన 18 వ రాజ వంశ పాలకుల కాలం (1550-1292) నాటి అతి పురాతనమైన కోబాల్ట్ ఉపయోగించిన రంగు గాజు వస్తువులను గుర్తించారు.అయితే వారికి కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలు ఎక్కడ లభ్యమైనవన్న విషయం మాత్రం తెలియదు.

పదోత్పత్తి
మూలక పేరు కోబాల్ట్ కు మూలం జర్మనీ పదమైన kobalt, kobold అనగా దయ్యము/ పిశాచము (goblin ) .  మూడనమ్మకంతో కూడిన ఈ పేరుతో కోబాల్ట్ యొక్క ముడి ఖనిజాన్నిపిలిచేవారు.ఎందుకనగా రాగి, లేదా నికెలు లోహాలను ఉత్పత్తి చేసినట్టుగా, లోహాన్ని ఉత్పత్తి చేయుటకు మొదటి సారి ఈ ముడి ఖనిజాన్ని బట్టీ పెట్టినపుడు లోహ ఉత్పత్తి జరుగకుండా, కేవలం పొడి (కోబాల్ట్ (II) ఆక్సైడ్) ఏర్పడినది.ప్రథమంలో, ఉపయోగించు ముడి ఖనిజం ఆర్సెనిక్ను మాలిన్యంగా/కల్మషంగా కలిగి యుండుట వలన, బట్టీ (smelting) సమయంలో అత్యంత విష పూరితమైన, త్వరగా ఆవిరిగా మారు ఆర్సెనిక్ ఆక్సైడ్ వాయువులు వెలువడటం వలన లోహ ఉత్పత్తి అసాధ్యంగా మారినది.

ఆవిష్కరణ
స్వీడిష్ రసాయనికవేత్త జార్జి బ్రాండ్ట్ (Georg Brandt (1694–1768), 1735 లో కోబాల్ట్‌ను కనుగొన్న కీర్తిని స్వంతం చేసుకున్నాడు. ఈయన కోబాల్ట్ అప్పటి వరకు తెలియని కొత్త మూలకమని, బిస్మత్, ఇతర సంప్రదాయక లోహాలకన్న భిన్నమైనదని నిరూపించాడు. అంతవరకు భావిస్తున్నట్లుగా గాజు వస్తువులకు నీలిరంగు రావటానికి కారణం బిస్మత్ కాదని, కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలు కారణమని నిరూపించాడు. చరిత్రకు ముందు యుగం తరువాత, చారిత్రాత్మకంగా కనుగొన్న మొదటి లోహం కోబాల్ట్. ఎందుకనగా అంతముందు మానవునిచే కనుగొనబడి, వాడుకలో ఉన్న ఇనుము, రాగి, వెండి, బంగారం, జింకు, పాదరసం, తగరం, సీసం,, బిస్మత్ మూలకాల ఆవిష్కరణకు సంబంధించిన కచ్చితమైన చారిత్రక ఆధారాలు లేవు.

భౌతిక దర్మాలు

కోబాల్ట్ ఒక ఫెర్రో మాగ్నిటిక్ లోహం. గట్టిగాఉండు, ప్రకాశంవంతమైన బూడిదరంగు కలిగి సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘన స్థితిలో ఉండు మూలకం.పరమాణు సంఖ్య 27.పరమాణు ద్రవ్యరాశి విలువ 58.93319.మూలకం సాంద్రత 8.9 గ్రాములు/సెం.మీ3. ద్రవీభవన స్థానం1495 °C, మరుగు/బాష్పి భావన స్థానం 2927 °C. మూలకం యొక్క ఉష్ణ వాహక తత్వ విలువ 100 W/m−1K−1.కోబాల్ట్ యొక్క విద్యుతత్వ నిరోధక విలువ 62.4 nΩ/m (20°Cవద్ద) .ఈ మూలకం యొక్క క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత (Curie temperature) 1121 °C. కోబాల్ట్ ఒక పరివర్తక మూలకం.న్యూట్రానుల సంఖ్య32

రసాయనిక ధర్మాలు
కోబాల్ట్ హలోజను వాయువుల,, సల్ఫరు వాయువుల వలన రసాయనిక చర్యకు లోనవ్వుతుంది..కోబాల్ట్‌ను ఆక్సిజన్తో వేడి చెయ్యడం వలన మొదట కోబాల్ట్ టెట్రాక్సైడ్ (Co3O4) ఏర్పరచును. 900 °C వద్ద కొబాల్ట్ మోనాక్సైడ్ (CoO) గా మారును. కోబాల్ట్ మూలకం బోరాన్, కార్బన్, భాస్వరం, ఆర్సెనిక్,,సల్ఫర్ లతో రసాయనిక చర్య జరుపును.
.హైడ్రోజన్ వాయువు,, నైట్రోజన్ వాయువుతో రసాయనిక చర్య చెందడు.520K వద్ద ఫ్లోరిన్ (F2) తో చర్యవలన CoF3 ఏర్పడును.అలాగే క్లోరిన్, బ్రోమిన్, అయోడిన్ లతో రసాయనిక చర్య వలన సంబంధిత యుగ్మ హేలనాయిడులను కోబాల్ట్ ఏర్పరచును.

సమ్మేళనాలు
కోబాల్ట్ సమ్మేళనాల ఆక్సీకరణ స్థాయి -3 నుండి +4 వరకు ఉన్నప్పటికీ, కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలసాధారణ ఆక్సీకరణ స్థాయి +2,, +3 .

ఆక్సిజన్,చాకోజనులతో కొబాల్ట్ సమ్మేళనాలు
పలురకాలుగా కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ లభ్యమగుచున్నది. పచ్చకోబాల్ట్ (II) ఆక్సైడ్ రాతిఉప్పు అణుసౌష్టవాన్ని కలిగియున్నది.ఇది త్వరగా నీరు, ఆక్సిజన్‌తో ఆక్సికరణకు లోనయ్యి బూడిద రంగు కొబాల్ట్ హైడ్రోక్సైడ్ (Co (OH) 3) ను ఏర్పరచును. 600-700C ఉష్ణోగ్రత వద్ద కోబాల్ట్ ( II, III) ఆక్సైడ్‌లను (Co3O4) ఏర్పరచును. నల్లకోబాల్ట్ ఆక్సైడు కూడా ఉంది.కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రత వద్ద కోబాల్ట్ అక్సైడులు అంటి ఫేర్రోమగ్నేటిక్ గుణాన్ని కలిగి యుండును.

కోబాల్ట్ మూలకం యొక్క కొన్నిసాధారణ సమ్మేళనాల పట్టిక (Co+2, Co+3)

హేలినాయిడులు

కోబాల్ట్ నాలుగు రకాల హేలినాయిడులను కలిగి యున్నది.అవి కోబాల్ట్ (II) ఫ్లోరైడ్ (CoF2, పింకు, కోబాల్ట్ (II) క్లోరైడ్ (CoCl2, నీలం), కోబాల్ట్ (II) బ్రోమైడ్ (CoBr2, ఆకుపచ్చ, కోబాల్ట్ అయోడైడ్ (CoI2, నీ లం-నలుపు) . కోబాల్ట్ హేలనాయిడులు నిర్జల, జలయుతరూపాలలో లభ్యం. నిర్జల కోబాల్ట్ డై క్లోరైడ్ నీలి రంగులో ఉండగా, జలయుత డైక్లోరైడ్ ఎరుపు రంగులో ఉండును.

ఐసోటోపులు
కోబాల్ట్ స్థిరమైన, స్వాభావికంగా భూమిలో లభించు ఒకే ఐసోటోపు59Co ను కలిగి యున్నది.22 రేడియా ఐసోటోపులను గుర్తించారు. వాటిలో కాస్త ఎక్కువ స్థిరత్వమున్న 60Coరేడియో ఐసోటోపు అర్ధజీవితకాలం5.2714 సంవత్సరాలు మాత్రమే.57Co ఐసోటోపు అర్ధజీవితం 271.8 రోజులు, 56Coఐసోటోపు అర్ధజీవిత కాలం 77.27 రోజులు, 58Co రేడియో ఐసోటోపు అర్ధజీవితవ్యవధి 70.86రోజులు.  మిగతావాటి అర్ధ జీవిత కాలం 18 గంటలలో లోపే.కోబాల్ట్ వివిధ ఐసోటోపులు పరమాణు భారం/ద్రవ్యరాశి 50u -73u మధ్యలో కలిగియున్నవి.

ఈ మూలకం 4 ఐసోమర్ ( meta states) లు కలిగి యున్నది. యున్నది, వాటి అర్ధజీవిత కాలం 15 నిమిషాలకన్న తక్కువే.

లభ్యత

కోబాల్ట్ మొదటగా ఆవిర్భావం సూపర్ నోవాలలో r-process ఏర్పడినది. భూమిఉపరితలం మన్నులో 0.0029% వరకు ఉంది. గుర్తింపబడిన మొదటి పరివర్తక లోహం కోబాల్ట్. విడిగా మూలక రూపంలో భూమి మీద కోబాల్ట్ లభించదు.కారణం కొబాల్ట్ త్వరగా రసాయనిక చర్య జరుపువాయువులైన, వాతావరణంలోని ఆక్సిజను, సముద్రాలలోని క్లోరిన్ అధిక మొత్తంలో ఉండటం వలన మూలక రూపంలో లభించడం దుర్లభము, భూమి మీదకు చేరిన ఉల్కాపాతజనిత ఇనుములో కోబాల్ట్ విడిగా ఉండు అవకాశం ఉంది. భూమిమిద కోబాల్ట్ నిల్వలు మధ్యస్థాయి అయ్యినప్పటికి, ప్రకృతి సిద్దంగా ఏర్పడిన కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలు అనేకం. తక్కువ ప్రమాణంలో కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలను శిలలో /రాళ్ళలో, మట్టిలో, మొక్క లలో, జంతువులలో ఉండటం గుర్తించవచ్చును

ప్రకృతిలో కోబాల్ట్ తరచుగా నికెలు మూలకంతో కలిసి ఖనిజాలలో లభిస్తుంది, ముఖ్యంగా ఉల్కాధూళి జనిత ఇనుప ఖనిజంలో కోబాల్ట్, నికెలు లోహాలను గుర్తించవచ్చును.

ఉత్పత్తి
16-18 శతాబ్ది వరకు మొదటగా కోబాల్ట్ బ్లూ (కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలు, అల్యుమినా ఉపయోగించి తయారు చేసిన అద్దకపు రంగు, స్మాల్ట్ (smalt:పింగాణి వస్తువులలో, చిత్రకళ చిత్రీకరణలో రంగుగా వాడుటకై పుడిగా చెయ్యబడిన కోబాల్ట్ గాజు) లను నార్వే, స్వీడన్, సాక్సోన్,, హంగేరి గనులలో మాత్రమే ఉత్పత్తిచేసేవారు. 
వర్తమాన కాలంలో కొంత పరిమాణం వరకు కోబాల్ట్‌నుకొన్ని లోహయుత ముడి ఖనిజాల నుండి, ఉదాహారణకు కోబాల్టైట్ (CoAsS, నుండి ఉత్పత్తి చేస్తున్నారు. అధిక శాతం కోబాల్ట్ రాగి, నికెల్ లోహ ఉత్పత్తి సమయంలో ఉప ఉత్పత్తిగా ఏర్పడుతున్నది.ఉత్పత్తి అగు కోబాల్ట్‌లో, జాంబియా, కాంగో దేశాలలోని రాగి గనులనుండే అధిక శాతం కోబాల్ట్ లభించుచున్నది. 

కోబాల్ట్, సమ్మేళనాల రూపంలో రాగి,, నికెలుముడి ఖనిజాలలో లభిస్తుంది.  కోబాల్ట్ ప్రముఖంగా సల్ఫరు, ఆర్సెనిక్‌లలో కలిసి సల్ఫిడిక్ కొబాల్టైట్ (CoAsS), safflorite (CoAs2), glaucodot ( (Co, Fe) AsS),,skutterudite (CoAs3) ఖనిజ రూపంలో లభించును.

బ్రిటీషు భూవిజ్ఞాన పరిశీలనం ప్రకారం 2005 కాలంలో కాంగో దేశంలోని కాటంగా (Katanga) ప్రాంతంలోని రాగి నిక్షేపాలనుండే అధికమొత్తంలో కోబాల్ట్ ను వెలికి తీసారు.
ప్రపంచ ఉత్పత్తి ఏడాదికి 17, 000టన్నులు.

వినియోగం

కోబాల్ట్‌ను ప్రథమంగా అయస్కాంతాలను తయారు చేయుటకు ఉపయోగిస్తారు. అలాగే లోహ అరుగుదల తట్టుకొను, దృఢమైన మిశ్రమ ధాతువులను ఉత్పత్తి చేయుటకు వాడెదరు. కోబాల్ట్ సమ్మేళనాలలైన కోబాల్ట్ సిలికేట్, కోబాల్ట్ (II) అల్యుమినేట్ (CoAl2O4, కోబాల్ట్‌ నీలం) లు గాజు (glass), పింగాణి, సిరాలు (inks), రంగులు, వార్నిష్‌లకు ప్రత్యేక మైన్ నీలి రంగును కల్గించును.

కోబాల్ట్-60 అనునది వ్యాపార పరంగా ప్రాముఖ్యత ఉన్న రేడియో ఐసోటోపు. కోబాల్ట్ రేడియో ఐసోటోపును radioactive tracer గాను, గామా కిరణాలను ఉత్పత్తి చేయ్యుటలోను వాడెదరు.  కోబాల్ట్ అకర్బన సమ్మేళన రూపంలో బాక్టీరియా, ఆల్గే, ఫంగైలకు చురుకైన పోషకంగా పనిచేయును. కొబాలమిన్స్ అను కో ఎంజైమ్ నిర్వాహనలో కోబాల్ట్ పాత్ర ఉంది.కొన్ని రకాల హైస్పీడ్ డ్రిల్ బిట్ లతయారిలో వాడెదరు.అల్యూమినియం, నికెల్, కోబాల్ట్, ఇనుముతో చెయ్యబడిన ప్రత్యేకం మిశ్రమ ధాతువును ఆయస్కాంతాల తయారీలో వాడెదరు.

కోబాల్ట్ ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకొను ధర్మాన్ని కలిగి ఉండటం వలన గ్యాసు టర్బైన్‌ల, జెట్ విమానాల ఇంజను నిర్మాణంలో, విరివిగా ఉపయోగిస్తారు.కోబాల్ట్ మిశ్రమ ధాతువులు లోహ క్షయికరణనిరోధక, అరుగుదల నిరోధకగుణం కలిగియుండుట వీటిని వైద్య రంగంలో వాడెదరు.ముఖ్యం శల్య వైద్యులు ఎముకలను అతుకునప్పుడు, శరీరం లోలోపలవిరిగిన ఎముకలు అతుకుకొనేవరకు అమర్చెరు.
కోబాల్ట్ కున్న ఆక్సీకరణ నిరోధ గుణం, గట్టిదనం,, ఆకర్షణియమైన కనిపించే గుణం వలన ఈ మూలకాన్నివిద్యుత్తు ఘటకాలలో, విద్యుత్తు లోహ కళాయి/తాపకం ( electroplating) లో ఉపయోగిస్తున్నారు.

ఇవికూడా చూడండి
ఆవర్తన పట్టిక
మూలకాలు

మూలాలు

మూలకాలు
రసాయన శాస్త్రము