钴的化合价为+2和+3。它在室温下不与水作用,在潮湿空气中稳定。 氧化是在空气中加热到300℃以上时氧化形成的CoO,白热时燃烧到co3O4。氢还原产生的细钴粉可在空气中自燃,形成氧化钴。
从电势看,钴是一种活性中等的金属。它的化学特性与铁和镍的相似,氧化发生在高温下。钴在受热时与氧、硫、氯和溴发生剧烈反应,形成相应的化合物。钴可溶于稀酸,通过形成氧化膜而在烟硝中钝化。钴被氢氟酸、氨和氢氧化钠慢慢侵蚀,钴是一种双性金属。
钴具有良好的磁性、耐腐蚀性和耐磨性,在工业上有着广泛的应用。钴是重要的合金元素,可用于制造耐热合金、硬质合金、磁性材料等。钴化合物也具有重要的用途,例如:
1、工业用途
钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。
(1)制取合金
金属钴主要用于制取合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。含有一定量钴的刀具钢可以显著地提高钢的耐磨性和切削性能。含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度,如今这种硬质合金已成为含金切削工具和铝间用的最重要材料。
在这种材料中,钴将合金组成中其它金属碳化物晶粒结合在一起,使合金具更高的韧性,并减少对冲击的敏感性能,这种合金熔焊在零件表面,可使零件的寿命提高3~7倍。航空航天技术中应用最广泛的合金是镍基合金,也可以使用钴基合金,但两种合金的强度机制不同。
(2)制取颜料
钴不仅是制造合金钢的重要金属,而且是各种高级颜料的重要原料。据17世纪保存下来的文件记载,沙俄为了购买昂贵的钴颜料曾花费了巨额资金,这种钴颜料叫戈卢贝茨,是蓝色的意思。克里姆林宫的大厅和安眠大教堂等许多宏伟大厦的墙壁上涂的蓝色颜料,就是这种戈卢贝茨。
2、医疗用途
钴是维生素B12组成部分,反刍动物可以在肠道内将摄入的钴合成为维生素B12,而人类与单胃动物不能将钴在体内合成B12。还不能确定钴的其它的功能,但体内的钴仅有约10%是维生素的形式。已观察到无机钴对刺激红细胞生成有重要的作用。
钴元素能刺激人体骨髓的造血系统,促使血红蛋白的合成及红细胞数目的增加。大多以组成维生素B12的形式参加体内的生理作用。
钴刺激造血的机制为:
①通过产生红细胞生成素刺激造血。钴元素可抑制细胞内呼吸酶,使组织细胞缺氧,反馈刺激红细胞生成素产生,进而促进骨髓造血。
②对铁代谢的作用。钴元素可促进肠粘膜对铁的吸收,加速贮存铁进入骨髓。
③通过维生素B12参与核糖核酸及造血物质的代谢,作用于造血过程。
④钴元素可促进脾脏释放红细胞(血红蛋白含量增多,网状细胞、红细胞增生活跃,周围血中红细胞增多),从而促进造血功能。
钴的相对原子质量为59
元素符号为Co,银白色铁磁性金属,表面呈银白略带淡粉色,在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族,原子序数27,密排六方晶体,常见化合价为+2、+3。
钴是具有光泽的钢灰色金属,比较硬而脆,有铁磁性,加热到1150℃时磁性消失。
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