Cobalto

Hierro ← Cobalto → Níquel -     27 Co                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Co ↓ Rh Tabla completa • Tabla extendida
Apariencia
Metálico con tono gris
Información general
Nombre, símbolo, número	Cobalto, Co, 27
Serie química	Metal de transición
Grupo, período, bloque	9, 4, d
Masa atómica	58,933200 u
Configuración electrónica	[Ar]3d74s2
Dureza Mohs	{{{dureza}}}
Electrones por nivel
Propiedades atómicas
Radio medio	135 pm
Electronegatividad	1.88 (Pauling)
Radio atómico (calc)	152 pm (Radio de Bohr)
Radio iónico	{{{radio_iónico}}}
Radio covalente	126 pm
Radio de van der Waals	pm
Estado(s) de oxidación	5, 4 , 3, 2, 1, -1 (anfótero)
Óxido
1.ª Energía de ionización	760,4 kJ/mol
2.ª Energía de ionización	1648 kJ/mol
3.ª Energía de ionización	3232 kJ/mol
4.ª Energía de ionización	4950 kJ/mol
5.ª Energía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Energía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Energía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª Energía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Energía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Energía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido (ferromagnético)
Densidad	8900 kg/m3
Punto de fusión	1768 K
Punto de ebullición	3200 K
Punto de inflamabilidad	{{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización	376,5 kJ/mol
Entalpía de fusión	16,19 kJ/mol
Presión de vapor	175 Pa a 1768 K
Temperatura crítica	K
Presión crítica	Pa
Volumen molar	m3/mol
Varios
Estructura cristalina	Hexagonal
N° CAS	7440-48-4
N° EINECS	231-158-0
Calor específico	420 J/(K·kg)
Conductividad térmica	100 W/(K·m)
Velocidad del sonido	4720 m/s a 293.15 K (20 °C)
Isótopos más estables
iso AN Periodo MD Ed PD MeV 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% Estable con 32 neutrones 60Co Sintético 5,2714 años β- 2,824 60Ni
Nota: unidades según el SI y en CNPT, salvo indicación contraria.

El cobalto (del alemán kobalt, voz derivada de kobold, término utilizado por los mineros de Sajonia en la Edad Media para describir al mineral del cual se obtiene) es un elemento químico de número atómico 27 y símbolo Co situado en el grupo 9 de la tabla periódica de los elementos.

Etimología

Se le denominaba kobold en la Edad Media por los mineros que consideraban este metal sin valor y tenían la creencia de que un duende (un kobold) lo ponía en sustitución de la plata que había robado.^[1] En el diccionario castellano del siglo XVIII aparece como cobalt.

Características principales

Cobalto puro

El cobalto es un metal duro, ferromagnético, de color blanco azulado. Su temperatura de Curie es de 1388 K. Normalmente se encuentra junto con níquel, y ambos suelen formar parte de los meteoritos de hierro. Es un elemento químico esencial para los mamíferos en pequeñas cantidades. El Co-60, un radioisótopo de cobalto, es un importante trazador y agente en el tratamiento del cáncer.

El cobalto metálico está comúnmente constituido de una mezcla de dos formas alotrópicas con estructuras cristalinas hexagonal y cúbica centrada en las caras siendo la temperatura de transición entre ambas de 722 K.

Presenta estados de oxidación bajos. Los compuestos en los que el cobalto tiene un estado de oxidación de +4 son poco comunes. El estado de oxidación +2 es muy frecuente, así como el +3. También existen complejos importantes con el estado de oxidación +1.

Aplicaciones

• Aleaciones entre las que cabe señalar superaleaciones usadas en turbinas de gas de aviación, aleaciones resistentes a la corrosión, aceros rápidos, y carburos cementados y herramientas de diamante. Herramientas de corte en procesos de fabricación para fresadoras.
• Imanes (Alnico, Fernico, Cunico, Cunife) y cintas magnéticas.
• Catálisis del petróleo e industria química.
• Recubrimientos metálicos por deposición electrolítica por su aspecto, dureza y resistencia a la oxidación.
• Secante para pinturas, barnices y tintas.
• Recubrimiento base de esmaltes vitrificados.
• Pigmentos (cobalto azul y cobalto verde).
• Electrodos de baterías eléctricas
• Cables de acero de neumáticos.
• El Co-60 se usa como fuente de radiación gamma en radioterapia, esterilización de alimentos (pasteurización fría) y radiografía industrial para el control de calidad de metales (detección de grietas).

Historia

El elemento fue descubierto por George Brandt. La fecha del descubrimiento varía en las diversas fuentes entre 1730 y 1737. Brandt fue capaz de demostrar que el cobalto era el responsable del color azul del vidrio que previamente se atribuía al bismuto.

Su nombre proviene del alemán kobalt o kobold, espíritu maligno, llamado así por los mineros por su toxicidad y los problemas que ocasionaba ya que al igual que el níquel contaminaba y degradaba los elementos que se deseaba extraer.

Durante el siglo XIX, entre el 70 y 80% de la producción mundial de cobalto se obtenía en la fábrica noruega Blaafarveværket del industrial prusiano Benjamin Wegner.

En 1938 John Livingood y Glenn Seaborg descubrieron el cobalto-60. La primera máquina de radioterapia, bomba de cobalto, construida en Canadá por un equipo liderado por Ivan Smith y Roy Errington se utilizó en un paciente el 27 de octubre de 1951; el equipo se encuentra actualmente expuesto en el Saskatoon Cancer Centre, en la ciudad de Saskatoon (Saskatchewan).

Compuestos

Debido a los varios estados de oxidación que presenta, existe un abundante número de compuestos de cobalto. Los óxidos CoO (temperatura de Néel 291 K) y Co₃O₄ (temperatura de Néel 40 K) son ambos antiferromagnéticos a baja temperatura.

Isótopos

Se han caracterizado 22 radioisótopos siendo los más estables el Co-60, el Co-57 y el Co-56 con periodos de semidesintegración de 5,2714 años, 271,79 días y 70,86 días respectivamente. Los demás isótopos radiactivos tiene periodos de semidesintegración inferiores a 18 horas y la mayoría menores de 1 segundo. El cobalto presenta además cuatro metaestados, todos ellos con periodos de semidesintegración menores de 15 minutos.

La masa atómica de los isótopos del cobalto oscila entre 50 uma (Co-50) y 73 uma (Co-73). Los isótopos más ligeros que el estable (Co-59) se desintegran principalmente por captura electrónica originando isótopos de hierro, mientras que los más pesados que el isótopo estable se desintegran por emisión beta dando lugar a isótopos de níquel.

El cobalto-60 se usa en radioterapia en sustitución del radio por su menor precio (y considerando que el radio se desintegra en radon que es un elemento radiactivo y se presenta en forma de gas, por lo que es difícil encapsularlo para evitar contaminación radiactiva). Produce dos rayos gamma con energías de 1,17 MeV y 1,33 MeV y al ser la fuente empleada de unos dos centímetros de radio provoca la aparición de zonas de penumbra dispersando la radiación en torno a la dirección de radiación. El metal tiende a producir un polvo muy fino que dificulta la protección frente a la radiación. La fuente de Co-60 tiene una vida útil de aproximadamente 5 años, pero superado ese tiempo sigue siendo muy radiactivo, por lo que estas fuentes han perdido, en cierta medida, su popularidad en occidente.

Rol biológico

cobalamina

El cobalto es esencial en todos los animales, incluyendo los humanos. Forma parte de la cobalamina (Vitamina B12). Una deficiencia de cobalto puede llevar a anemia. Pese a ello, la anemia secundaria al déficit de cobalto es muy raro, debido a que sólo basta con consumir dosis trazas del elemento para mantener la correcta homeostasis. Además, el cobalto es un elemento que se encuentra en varios alimentos, siendo difícil un déficit por baja ingesta.

Las proteínas basadas en la cobalamina usan el anillo de corrina para mantener unido el cobalto. La coenzima B12 proporciona el enlace C-Co, el cual participa en las reacciones.

Precauciones

Véase también intoxicación por cobalto
El cobalto metálico en polvo finamente dividido es inflamable. Los compuestos de cobalto en general deben manipularse con precaución por la ligera toxicidad del metal.

El Co-60 es radiactivo y la exposición a su radiación puede provocar cáncer. La ingestión de Co-60 conlleva la acumulación de alguna cantidad en los tejidos, cantidad que se elimina muy lentamente. En una eventual confrontación nuclear, la emisión de neutrones convertiría el hierro en Co-60 multiplicando los efectos de la radiación tras la explosión y prolongando en el tiempo los efectos de la contaminación radioactiva; con este propósito se diseñan algunas armas nucleares denominadas bombas sucias (del inglés dirty bomb). En ausencia de guerra nuclear, el riesgo proviene de la inadecuada manipulación o mantenimiento de las unidades de radioterapia.

Véase también

• Cobalto-60

Referencias

1. ↑ Breve diccionario etimológico de la lengua castellana, Joan Corominas, Madrid, Gredos, 1961.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre CobaltoCommons.
• ATSDR en Español - ToxFAQs™: cobalto
• Enciclopedia Libre - Cobalto
• EnvironmentalChemistry.com - Cobalto
• Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química del cobalto.
• Los Alamos National Laboratory - Cobalto
• WebElements.com - Cobalto
• La Química de Referencia - Cobalto