Cobalto - (Co)

Fita amorfa baseada para aplicações da fonte de alimentação do Interruptor-modo 

(amplificadores magnéticos; núcleos da supressão do ruído do semicondutor)

• Quando a solução entra em contato com a chama, ela emite uma luz verde. E por que isso acontece? Ocorre porque o elemento recebe energia em forma de calor, os elétrons de valência absorvem esta energia passando para um nível elevado, denominado de estado excitado. 

Ao retornar para seu estado fundamental, esta energia acumulada é liberada em forma de radiação. Cada elemento químico tem um comprimento de onda característico quando libera essa radiação, sendo vistas à olho nu como forma de cores porque a radiação é comportada dentro da faixa de luz visível.

• O cobalto (do alemão Kobold, duende, demônio das minas) é um elemento químico, símbolo Co, número atômico 27 (27 prótons e 27 elétrons) e massa atômica 59 uma, encontrado em temperatura ambiente no estado sólido.

É um metal de transição situado no grupo 9 (VIIIB) da Classificação Periódica dos Elementos. É utilizado para a produção de superligas usadas em turbinas de gás de aviões, ligas resistentes a corrosão, aços rápidos, carbetos e ferramentas de diamante. O Co-60, radioisótopo é usado como fonte de radiação gama em radioterapia e esterilização de alimentos.

Características principais:

• O cobalto é um metal duro, ferromagnético, de coloração branca azulada. Sua temperatura de Curie é de 1388 K. Normalmente é encontrado junto com o níquel, e ambos fazem parte dos meteoritos de ferro. É um elemento químico essencial para os mamíferos em pequenas quantidades. O Co-60, um radioisótopo, é um importante traçador e agente no tratamento do câncer.

O cobalto metálico é normalmente constituído de duas formas alotrópicas com estruturas cristalinas diferentes: hexagonal e cúbica centrada nas faces, sendo a temperatura de transição entre ambas de 722 K.

• Apresenta estados de oxidação baixos. Os compostos nos quais o cobalto possui um estado de oxidação de +4 são pouco comuns. O estado de oxidação +2 é muito frequente, assim como o +3. Também existem complexos importantes com o cobalto apresentando estado de oxidação +1.

Compostos:

• Devido aos vários estados de oxidação que apresenta, existem numerosos compostos de cobalto. Os óxidos CoO (temperatura de Néel 291 K) e Co3O4 (temperatura de Néel 40 K) são ambos antiferromagnéticos a baixas temperaturas.

Aplicações:

• Ligas metálicas: superligas usadas em pás de turbinas a gás, turbinas de aviões, ligas resistentes a corrosão, aços rápidos, carbetos e ferramentas de diamante. 
• Imãs do tipo (Alnico) e em cintas magnéticas 
• Catálise do petróleo e indústria química. 
• Revestimentos metálicos por eletrodeposição devido ao seu aspecto, dureza e resistência a corrosão. 
• Secante para pinturas: tintas e vernizes. 
• Revestimento base de esmaltes vitrificados. 
• Pigmentos: cobalto preto e cobalto verde. 
• Eletrodos de baterias elétricas. 
• Cabos de aço de pneumáticos

O Co-60, radioisótopo é usado como fonte de radiação gama em radioterapia, esterilização de alimentos (pasteurização fria) e radiografia industrial para o controle de qualidade de metais (detecção de fendas).

Isótopos:

• O cobalto natural contém um único isótopo estável, o Co-59. Se tem caracterizado 22 radioisótopos sendo os mais estáveis Co-60, o Co-57 e o Co-56 com meias-vidas de 5,2714 anos, 271,79 dias e 70,86 dias, respectivamente. 

Os demais isótopos radioativos apresentam meias vidas inferiores a 18 horas e a maioria menos de 1 segundo. O cobalto apresenta quatro metaestáveis, todos com meias vidas inferiores a 15 minutos.

A massa atômica dos isótopos do cobalto oscila entre 50 uma (Co-50) e 73 uma (Co-73). Os isótopos mais leves que o estável (Co-59) se desintegram principalmente por captura eletrônica originando isótopos de ferro, e os mais pesado que o isótopo estável se desintegram por emissão beta originando isótopos de níquel.

• O cobalto-60 é usado em radioterapia em substituição ao rádio devido ao seu menor preço. Produz raios gamas com energias de 1,17 MeV e 1,33 MeV. Como fonte para unidades de cobaltoterapia possuí uns quinze centímetros de diâmetro por dois de altura (Forma de um cilindro). 

Tais tipos de fonte provocam a aparição de zonas de penumbra (por causa de sua extensão)nas bordas do campo de irradiação. O metal tende a produzir um pó muito fino que dificulta a proteção frente a radiação. A fonte de Co-60 tem uma vida útil de aproximadamente 5 anos, porém superado este tempo continua sendo muito radioativo, motivo pelo qual estas fontes tem perdido, em certa medida, sua popularidade no ocidente.

Eletronegatividade :

• Eletronegatividade (Pauling) 1,88
• Condutividade térmica 100 W/(m·K)
• Potencial de ionização 760,4 kJ/mol
• Potencial de ionização 1648 kJ/mol
• Potencial de ionização 3232 kJ/mol
• Potencial de ionização 4950 kJ/mol

História:

• O elemento foi descoberto por Georg Brandt. A data do descobrimento é incerta, variando nas diversas fontes entre 1730 e 1737. Brandt foi capaz de demonstrar que o cobalto era o responsável pela coloração azul do vidro, que previamente era atribuído ao bismuto.

O nome do elemento é proveniente do alemão kobalt ou kobold, que significa espírito maligno ou demônio das minas, chamado assim pelos mineiros devido a sua toxicidade, e os problemas que ocasionava eram semelhantes aos do níquel, contaminando e degradando os elementos que se desejava extrair. 

• Uma outra possível etimologia desta palavra é atribuída aos mineiros Harz e Erzgebirgechitze, que sentiram-se logrados, já que, além de não possuir o valor esperado, este metal era nocivo à saúde e à prata (metal que ocorre junto com o cobalto); segundo a lenda, acreditavam os mineiros que um duende roubava a prata, deixando o cobalto em seu lugar.

Durante o século XIX, entre 70 e 80% da produção mundial de cobalto era obtido na fábrica norueguesa Blaafarveværket do industrial prussiano Benjamin Wegner.

• Em 1938 John Livingood e Glenn Seaborg descobriram o cobalto-60. A primeira máquina de radioterapia, bomba de cobalto, foi construída no Canadá por uma equipe liderada por Ivan Smith e Roy Errington, utilizada num paciente em 27 de outubro de 1951. O equipamento atualmente se encontra exposto no Saskatoon Câncer Centre, na cidade de Saskatoon (Saskatchewan).

Abundância e obtenção:

• O metal não é encontrado em estado nativo, mas em diversos minerais, razão pela qual é extraído normalmente junto com outros produtos, especialmente como subproduto do níquel e do cobre. Os principais minérios de cobalto são a cobaltita, eritrina, cobaltocalcita e skuterudita. 

Os maiores produtores de cobalto são a República Democrática do Congo, a República Popular da China, a Zâmbia, a Rússia e a Áustria.

Papel biológico:

• O cobalto em pequena quantidade é um elemento químico essencial para numerosos organismos, incluindo os humanos. 

A presença de quantidades entre 0,13 e 0,30 ppm no solo melhora sensivelmente a saúde dos animais de pastoreio. O cobalto é um componente central da vitamina B12 (cianocobalamina).

Precauções:

• O cobalto metálico em pó finamente dividido é tóxico. Os compostos de cobalto geralmente devem ser manipulados com cuidado devido à ligeira toxicidade do metal.

O Co-60 é radioativo e a exposição a sua radiação pode provocar câncer. Na ingestão de Co-60 ocorre a acumulação de alguma quantidade nos tecidos, que é eliminada muito rapidamente. Numa eventual guerra nuclear, a emissão de nêutrons converteria o ferro em Co-60 multiplicando os efeitos da radiação após a explosão, prolongando no tempo os efeitos da contaminação radioativa. 

• Com este propósito se desenham algumas armas nucleares denominadas armas sujas (do inglês dirty bomb). A Máquina do Juízo Final, do filme Dr. Strangelove, e a lista do cobalto, da série National Kid, fazem alusão a esta bomba de cobalto. Na ausência de guerra nuclear, o risco provém da inadequada manipulação ou manutenção das unidades de radioterapia.

Pedras de Cobalto