Kobalt nedir? Nerelerde Kullanılır?

 DERS KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ! 

Kobalt nedir? Nerelerde Kullanılır? 

Kobalt, parlak ve kırılabilen ama sağlam, ısı ve aşınma karşıtı alaşım, hem boyacılıkta hem de mıknatıs ve sert alaşımlar üretmek için kullanılan bir metaldir.

Kobalt’ın Özellikleri Nelerdir?

Atom Sembolü: Co

Atom Numarası: 27

Period Numarası: 4

Kobalt nedir? Nerelerde Kullanılır? 

Group Number: 9, Group Name: non

Atom Kütle: 58.93g/mol

Elementin Kategorisi: Geçiş Metali

Yoğunluk: 20°C’de 8.86g/cm3

Erime Noktası: 2723°F (1495°C)

Kaynama Noktası: 5301°F (2927°C)

Gümüş renkli kobalt metali yumuşaktır, yüksek erime sıcaklığı vardır ve yıpranmaya karşı olan dayanıklılığı bir de yüksek sıcaklıkta da gücünü koruma özelliği kobalt elementine olan talebi artırır.

Demir ve nikel ile birlikte kobalt da doğal olarak magnetik yapıya sahip metallerdendir ve  2012°F, 1100°C sıcaklığına kadar magnetizmasını koruyabilir. Yani diğer bir deyişle kobalt tüm metaller içinde en yüksek küri noktasına sahip olandır.

Kobaltın Bulunuşu

Kobalt kelimesi 16. yüzyıl Almanya’sı zamanına dayanır. Almanca bir kelime olan “kobold” cin veya kötü ruh anlamına gelir ve kobalt cevherleri gümüş içerikleri sebebiyle eritilirken arsenik trioksit açığa çıkardığından bu şekilde kullanılmıştır.

Kobaltın en erken tarihteki kullanımı çömlek yapımındaki mavi boyalarda, bardaklarda ve sır yapımındaki maddelerde kullanılmış. Mısır ve Babil çömlekleri M.Ö 1450 yılında dahi kobalt bileşimleri ile boyanırdı.

1735 yılında İsveçli Kimyager Georg Brandt bu elementi bakırdan ayıran ilk kişidir. Brandt, kobalttan çıkan mavi pigmentlerin, simyacıların inandığının aksine aksenik veya bizmut olmadığını belirtmiştir.

Ayrılma işleminden sonra kobalt metali 20. yüzyıla kadar tek başına az kullanılmıştır. Ancak 1940’larda aliminyum, nikel, kobalt magnetlerin ortaya çıkması ile elektromagnetlerin yerini ilk alan ürünler olmuşlardır. Dünyada endüstriyel olarak yaşanan gelişmelerden sonra kobaltın kullanımı artmıştır.

Kobalt Nasıl Elde Edilir?

Kobalt doğal anlamda nikel bulunduran laterit toprakta (kızıl toprak) ve nikel-bakır sülfat çökeltilerinde, yani genelde nikel ve bakırın bir yan ürünü olarak çıkarılır. Kobalt Geliştirme Enstitüsüne göre, kobalt üretiminin %48’i nikel madenlerinden, %37’si bakır madenlerinden çıkmakta iken %15’i de temel kobalt üretiminden elde edilmektedir. Kobaltit, eritrit, glokodot, skutterudit kobaltın ana maden yataklarıdır.

Arıtılmış kobalt üretiminde kullanılan teknik ana materyalin bakır-kobalt sülfat madeni, kobalt-nikel sülfat konsantresi, arsenik ya da nikel-laterit madeninde olup olmamasına göre değişir.

Bakır katotların kobalt içeren bakır sülfitten üretilmesinden sonra, kobalt başka bazı içeriklerle birlikte elektrik ileten bir cihaza bırakılır. Demir, nikel, bakır, çinko gibi içerikler yok edilir ve kobalt bu aşamada kireç kullanımındaki hidroksit içinde çöker. Artık kobalt metali, saf, ticari kademe metal üretmek için ezilmeden ve gazlardan ayrıştırılmadan önce elektrikli ayrıştırma yöntemi kullanılarak ayrıştırılabilir.

Cobalt içerek nikel sülfat madenleri Sherritt  yöntemi (Şu anda dünyaca bilinen Sheritt markasının ismidir) kullanarak işlenir. Bu süreçte %1’den az kobalt içeren sülfit konsantresi, amonyak çözeltisinde yüksek derecelerde basınçlı sıvıdan özütlenir. Ham bakır hem de nikel, yalnızca nikel ve kobalt sülfitlerinin kalacak şekilde ayrıldığı bir dizi kimyasal indirgenme işleminden geçer. Kobalt tozu eklenmeden önce hidrojenli bir gaz atmosferinde kobaltın yoğunlaşmasına zemin hazırlamak için hava, sülfrik asit ve amonyak, nikel içinde ayrıştırılır.

Arsenür madenleri arsenik oksidin çoğunun gitmesi için fırınlanır. Madenler hidroklorik asit ve klor ya da sülfürik asit ile filtrelenmiş ve saf bir çözelti oluşturmak için işlenir. Bu işlemden, kobalt elektro arıtma yöntemi ile veya karbonatın çökelmesi ile kazanılır.

Nikel-kobalt laterit madenleri, yine sülfürik asit veya amonyak filtre çözeltileri ile hem eritilebilir hem de pirometalurjik (ısıl metabilimsel) veya sıvısal metabilimsel yöntemler kullanılarak ayrıştırılabilir.

Amerika Yerbilimsel Araştırmalarına göre dünya çapında kobalt üretimi 2010 yılında 88,000 ton civarındaydı ve en çok kobalt üreten ülkeler arasında ise Kongo Demokratik Cumhuriyeti (45,000 ton), Zambiya (11,000) ton ve Çin (6,200) tondur.

kobalt-nedir

Nerelerde Kullanılır?

Kobaltın birçok kullanım alanı olsa da dünya çapındaki talebi oluşturan asıl kullanımı kimya sektöründedir. Kobalt kimyasalları sarj edilebilen bataryaların metalik katotlarında ve de petrokimyasal katalizörlerde, seramik pigmentlerde ve bardak yapımındaki renk giderme maddesinde kullanılır.

Üstünalaşım, talebin %20’sini oluşturan kobalt metalinin en çok kullanıldığı alandır. Genel anlamda demir, kobalt ve nikelden oluşan ancak krom, volfram, aliminyum ve titanyum dahil diğer metallerden de az miktarlarda bulunduran bu yüksek performanslı alaşımlar yüksek sıcaklığa, aşınmaya karşı dayanıklıdır ve jet motoru parçaları, sert kaplama makine parçaları, egzoz subapları ve tabanca namluları gibi maddelerin üretiminde kullanılır.

Kobalt için başka önemli bir kullanım alanı da, ortopedik implant ya da diş implantları ve de protez kalça ve dizlerde bulunan aşınmaya dirençli alaşımlardır. (Örneğin: Vitalyum)

Kobaltın sadece bağlayıcı materyal olarak kullanıldığı ağır metaller aşağı yukarı tüm kobaltın %12’sini tüketir. Bunlar kaynaşık karbürleri ve kesme işlemlerinde ya da madencilikte kullanılan elmas eşyalardır.

Kobalt magnet yapımında da kullanılır, mıknatıslar kobalt metali ihtiyacının %7’sini oluştururken bu materyaller elektrik motorları  ve jeneratörlerde görülür.

Kobalt tuzları bardak, çömlek, oje, fayans, kiremit ve porselenlerde canlı ve kalıcı mavi rengi vermek için kullanılır.

Ne İşe Yarar?

Tüm hayvanların metabolizmaları için kobalt olmazsa olmazdır. Kobaltın ana biyolojik rezervi  ultratrace elementi olan kobalaminin yani B12 vitamininin anahtar bileşenidir. Geviş getiren hayvanların sindirim sistemindeki bakteriler yaşnızca bakteriler veya arkler tarafından üretilen kobalt tuzunu B12’ye çevirir. Toprakta bulunan kobaltın minimum varlığı otlayan hayvanların sağlığına katkı sağlar ve 0.20 mg/kg miktarda günlük alımı önerilir çünkü hayvanların başka bir B12 kaynağı yoktur.

 DERS VE ÇALIŞMA KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ