Cobalto

iso	AN	Meia-vida	MD	Ed	PD
iso	AN	Meia-vida	MD	MeV	PD
⁵⁶Co	sintético	77,27 d	ε	4,566	⁵⁶Fe
⁵⁷Co	sintético	271,79 d	ε	0,836	⁵⁷Fe
⁵⁸Co	sintético	70,86 d	ε	2,307	⁵⁸Fe
⁵⁹Co	100%	estável com 32 neutrões
⁶⁰Co	sintético	5,2714 a	β⁻, γ, γ	2,824	⁶⁰Ni

Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

Cobalto (do alemão Kobold, duende, demônio das minas) é um elemento químico, símbolo Co, número atômico 27 (27 prótons e 27 elétrons) e massa atómica 58,93 uma, encontrado em temperatura ambiente no estado sólido.

É um metal de transição situado no grupo 9 (anteriormente denominado VIIB) 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, ferramentas de diamante e baterias de íon lítio. O Co-60, radioisótopo é usado como fonte de radiação gama em radioterapia e esterilização de alimentos.

Características principais

O cobalto é um metal que apresenta característica ferromagnética. Sua temperatura de Curie é de 1388 K (1114,85 °C, 2038,73 °F) . 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 +IV são pouco comuns. O estado de oxidação +II é muito frequente, assim como o +III (embora em menor escala, essencialmente presente em compostos de coordenação). Também existem complexos importantes com o cobalto apresentando estado de oxidação +1.

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.
Ímãs do tipo (Alnico) e em cintas magnéticas
Catálise do petróleo e indústria química.
Revestimentos metálicos por eletrodeposição devido ao seu aspecto, dureza e resistência à 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).

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. Existem diferentes versões moleculares desta vitamina. Hidroxicobalamina é uma versão natural desta vitamina, feita por alguns tipos de bactéria assim como a Metilcobalamina que é encontrada também em alguns alimentos. Ambas as versões também são encontradas e usadas na forma de suplemento. Cianocobalamina é uma versão sintética desta vitamina. Apresenta absorção pelo organismo diminuta em comparação a que ocorre pela Metilcobalamina.

História

Cerâmica chinesa azul com porcelana branca, fabricada c.1335

Compostos de cobalto têm sido utilizados por séculos por transmitir uma cor azul ao vidro e cerâmicas. O Cobalto foi detectado em esculturas egípcias e pedras preciosas persas do terceiro milênio A.C., nas ruinas de Pompéia (destruída em 79 A.C.) e na China da dinastia Tang (618-907) e Dinastia Ming (1368–1644).^[1]

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 Cancer 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.

Produção mundial em 2019, em toneladas por ano
1.	República Democrática do Congo	100.000
2.	Rússia	6.300
3.	Austrália	5.740
4.	Filipinas	5.100
5.	Cuba	3.800
6.	Madagáscar	3.400
7.	Canadá	3.340
8.	Papua-Nova Guiné	2.910
9.	China	2.500
10.	Marrocos	2.300

Fonte: USGS.

Um quadro diferente surge quando se analisam as empresas que administram minas de cobalto. Segundo reportagem publicada pela revista especializada illuminem, os principais produtores são empresas constituídas no Reino Unido (Glencore e Eurasian Natural Resources) e na China (China Molybdenum e Metorex). Os acionistas chineses, por sua vez, controlam as duas empresas que representam 13,8% da produção mundial e cerca de 24% da produção produzida por grandes empresas conhecidas e ativas. Por outro lado, as empresas constituídas na República Democrática do Congo controlam apenas 3,5% da produção global^[2].

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.

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. A massa atómica 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 origenando isótopos de ferro, e os mais pesado que o isótopo estável se desintegram por emissão beta origenando 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 possui aproximadamente 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.

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 cobalto 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. Em tempos de paz, o risco provém da inadequada manipulação ou manutenção das unidades de radioterapia.

Ver também

Referências

↑ «Cobalt». www.britannica.com , Encyclopædia Britannica Online.
↑ «Who controls the world's minerals needed for green energy?». www.illuminem.com , illuminem

Ligações externas

Commons

O Commons possui imagens e outros ficheiros sobre Cobalto

[1] «Cobalt». www.britannica.com , Encyclopædia Britannica Online.

[2] «Who controls the world's minerals needed for green energy?». www.illuminem.com , illuminem

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