Vienkāršam cilvēkam, kurš nav saistīts ar ķīmiju un medicīnu, parasti ir neskaidrs priekšstats par kob alta nozīmi viņa dzīvē un veselībai. Vēl viens iemesls, kāpēc mums ir grūti izskaidrot, kas ir kob alts, ir tā ierobežotā izplatība dabā. Tikai 0,004% - tas ir tā saturs zemes garozā. Tomēr metālu un tā savienojumus aktīvi izmanto metalurģijā, lauksaimniecībā un medicīnā. Mūsu rakstā paplašināsim izpratni par kob alta lomu rūpniecībā, kā arī pakavēsimies pie tā funkcijām cilvēka organismā.
Elementa vieta periodiskajā tabulā
Kādu vietu periodiskajā sistēmā ieņem kob alts? Ķīmisko elementu īpašības, ieskaitot metālu, kuru mēs apsveram, ir atkarīgas no to pozīcijas D. I. Mendeļejeva tabulā. Tas atrodas VIII b grupā (tabulas īsajā formā - VIII grupas dzelzs triādē). Tāpat kā dzelzs un niķelis, tā atomā atrodas pēdējā enerģijas līmenīdivi elektroni, kas norāda uz metāla piederību d-elementiem un nosaka tā galvenos raksturlielumus. Metālam ir divas valences - II un III. To raksturo arī alotropijas fenomens, metāla modifikācijām var būt kubiska vai sešstūra struktūra.
Kas ir kob alts?
Kādas ir elementa fizikālās īpašības? Pēc izskata tas ir metāls ar augstu cietību un magnētiskām īpašībām. Sudrabains spīdums, kaļamība un termiskā stabilitāte ir dažas no elementa fiziskajām iezīmēm, kas raksturīgas arī diviem pārējiem tā kaimiņiem periodiskajā sistēmā - niķelim un dzelzs. Parastā temperatūrā uz kob altu neiedarbojas ne skābeklis, ne ūdens. Tā savienojumi, piemēram, sm alts, jau sen ir zināmi kā vielas, ko izmanto zilas vitrāžas un krāsainas keramikas ražošanai.
Kob alts ir tipisks metāls, kas pēc ķīmiskajām īpašībām ir līdzīgs dzelzs. Kādas ir tā oksīdu, bāzu un sāļu īpašības?
Divalentā un trīsvērtīgā kob alta savienojumi
Spēja veidot sarežģītus sāļus ir galvenā Co (III) atomu atšķirīgā iezīme. Šīs vielas ir nestabilas, tajās esošā kob alta koordinācijas skaitlis vienmēr ir vienāds ar sešiem. Viņiem ir augsta oksidēšanas spēja. Vidēji sāļi, piemēram, CoCL3 vai Co2(SO4)3 viegli pārvēršas sāļos, kuros kob alts jau ir divvērtīgs metāls. Tās bezūdens savienojumiem ir zila krāsa, un kristāliski hidrāti un šķīdumi -rozā. Atšķirībā no citām bāzēm, trīsvērtīgais kob alta hidroksīds, mijiedarbojoties ar sālsskābi, neveido sāli un ūdeni, bet atbrīvo no tā brīvo hloru. Divvērtīgā metāla bāzi zilu nogulšņu veidā iegūst, attiecīgā sāls tiešā reakcijā ar sārmu. Sniegsim kob alta īpašību aprakstu, kas ir daļa no cietajiem metālu šķīdumiem savā starpā - sakausējumos.
Tas nodrošina materiālam izcilus tehniskos parametrus – izturību pret augstu temperatūru, cietību, nodilumizturību un koroziju. Kob altu saturoši sakausējumi tiek izmantoti aizsardzības rūpniecībā, raķešu zinātnē un slēgtā cikla ķīmijā. Ražojot instrumentu kategorijas tēraudu, materiālus ar magnētiskām īpašībām, kob altu izmanto arī kā leģējošu piedevu. Šo dzelzs sakausējumu īpašības ļoti atšķiras no parastajiem nerūsējošajiem tēraudiem, kas satur tikai hromu vai niķeli.
Kob alta izmantošana inženierzinātnēs
Apmēram trešā daļa no visa pasaulē saražotā metāla nonāk metālkeramikas – mākslīgo kompozītmateriālu ražošanā. Volframa karbīds tajās kalpo kā ciets pamats, un kob alts darbojas kā saistoša un fiksējoša sastāvdaļa. Tas ir arī stratēģisks izejmateriāls dzinēju turbīnu ražošanai gaisa kuģu rūpniecībā.
Tīrā veidā metāls praktiski netiek izmantots, bet kob alta izmantošana maisījumā ar citiem elementiem (dzelzi, varu, volframu un hromu) ir plaši izplatīta dažādāsnozares. Stelīta sakausējumam, kas satur līdz 60% kob alta, ir raksturīga paaugstināta karstumizturība un cietība, tas ir neaizstājams materiāls griezēju un urbju ražošanā instrumentu ražošanā. Leģējošie elementi, piemēram, volframs un molibdēns, uzlabo tā veiktspēju. Vitalija sakausējums, kuram ir augsta izturība pret plastisko deformāciju, satur arī kob altu. Savienojuma īpašību raksturojums ir šāds: karstumizturīgs un skābes izturīgs, to izmanto ķīmisko iekārtu ražošanā: sintēzes kolonnas, destilācijas aparāti. Sakausējumu loma dažādu veidu korozijas novēršanā ir liela, piemēram, no stelītiem izgatavotās detaļas un mehānismi pretojas iznīcināšanai iekšdedzes dzinēju mehānisko virsmu svārstību un berzes kustību laikā.
Kob alta iegūšanas metodes
Dažādās ekonomikas nozarēs ir nepieciešams izmantot kob altu saturošus materiālus. Tas veicina rūdu un minerālu, proti: kob alta garšvielu un spīduma, ieguves pieaugumu. Šo iežu sastāvā ir arī arsēns, kas liek izmantot pastiprinātus drošības pasākumus metālu kausēšanas procesos. Galvenā kob alta iegūšanas metode ir pirometalurģija, un tiek izmantota arī rūdas apstrādes metode ar sulfātskābi. Perspektīvākās ir silikātu-oksīda rūdu, pirīta un pentlandīta atradnes Ķīnā, Krievijā (Kolas pussalā, Tuvas Republikā un Krasnojarskas apgabalā), kā arī Kanādā.
Metāla izmantošana lauksaimniecībā unzāles
Atsevišķas svarīgas mikroelementa kob alta īpašības veicina tā izmantošanu, piemēram, augkopībā, lai palielinātu augu veģetatīvo masu. Lucernā, lupīnā, āboliņā un citās vērtīgās pākšaugu dzimtas lopbarības stiebrzālēs tas ir iekļauts slāpekļa piesaistes enzīmu reakcijās, kas notiek ar mezgliņu baktēriju palīdzību. Mikroelementa trūkums izpaužas ar tādiem simptomiem kā lapu lāpstiņu krāsas maiņa un to fotosintēzes spēju zudums, augšanas procesu palēnināšanās un visa auga attīstības cikla traucējumi. Pārmērīgs kob alta saturs ir iespējams, jo tiek pārkāptas mikromēslu ieviešanas normas. Tā kā tā savienojumi labi šķīst ūdenī, tie nekavējoties nonāk ksilēmā un caur vadošajiem elementiem (asinsvadu-šķiedru kūlīšiem) nonāk lapu mezofilā, izraisot to krāsas maiņu un vītumu. Graudaugu kultūras ir visjutīgākās pret mikroelementa pārpalikumu: auzas, mieži, rīsi.
Bioķīmija par kob alta savienojumu lomu
Bioloģijas nozare, kas pēta dzīvo vielu molekulārā un šūnu līmenī, ir noteikusi šī ķīmiskā elementa svarīgo funkciju. Tā ir daļa no bioloģiski aktīvo vielu – enzīmu un hormonu – neolb altumvielu daļas. Piemēram, kob alts cilvēka organismā ir atrodams tiroksīna molekulās, ko ražo vairogdziedzeris un kontrolē vielmaiņas procesus. Vēl viens svarīgs hormons, kas regulē glikozes līmeni asinīs, ir insulīns. To izdala aizkuņģa dziedzera Langerhansa saliņu β-šūnas, un tajā ir arī kob alta savienojumi. Nepietiekams piedāvājumselements cilvēka šūnās un orgānos tiek novērots pārejā no jauktas uztura uz veģetārismu, ar helmintu invāziju un gremošanas sistēmas slimībām. Kā redzat, kob alts ir mikroelements, kas nopietni ietekmē homeostāzes līmeni cilvēka organismā.
Ķīmiskā elementa nozīme vielmaiņā
Hematopoēze, ko veic sarkanās kaulu smadzenes, notiek, piedaloties kob altu saturošām vielām - atbilstošo enzīmu aktivatoriem. Viens no galvenajiem B vitamīniem – cianokobolamīns (B12), piedaloties sarkano asinsķermenīšu veidošanā asinsrades orgānos, pasargā organismu no anēmijas. Pareizs un sabalansēts uzturs, kas satur aknas, liellopu gaļu, jūras veltes, žāvētas aprikozes, bietes, nodrošinās cilvēka organismā nepieciešamo kob alta līmeni (apmēram 40 mg dienā) un pasargās to no imūnās, sirds un asinsvadu un endokrīnās sistēmas slimībām.
