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Cobalto

El cobalto es un elemento metálico que se sitúa en el grupo 9 de la tabla periódica, ubicándose entre el hierro y el níquel. El número atómico de este elemento es igual a 27, su masa atómica es de 58,9332 unidades y es representado por el símbolo químico Co.

Este metal es uno de los elementos menos abundantes de la corteza terrestre, contribuyendo apenas con el 0,0029% de la capa geológica. En la naturaleza el cobalto existe en forma mineral, siendo parte fundamental de la mena cobaltita.

El cobalto fue descubierto por el químico George Brandt en 1735, quien determinó que este metal causaba el color azulado en los vidrios. Bautizó a su descubrimiento como cobalto, que deriva del vocablo germánico kobold (gnomo).

Características y propiedades

El cobalto pertenece a la serie química de los metales de transición.

Es un metal que químicamente es similar y afín al hierro y al níquel.

Mayormente, el cobalto se encuentra combinado con el níquel constituyendo aleaciones naturales en meteoritos de hierro.

El cobalto puede componer minerales con diversos elementos, como el hierro, níquel, cobre, plata, manganeso y zinc, entre otros. Los minerales terrestre más conocidos del cobalto son la cobaltita, esmaltita y al eritrina.

Es uno de los pocos elementos químicos con solo un isótopo estable (Co-59) en el universo. El cobalto tiene 22 radioisótopos.

El cobalto es un elemento vital en procesos metabólicos del organismo de humanos, animales y vegetales.

Este elemento metálico sobresale por su elevada resistencia al desgaste y dureza.

Los principales productores del cobalto mundial son la Republica Democrática del Congo, Rusia, Australia, Canadá, Cuba y las Filipinas, entre otros países. De todos ellos, la Republica Democrática del Congo posee alrededor del 40% de las reservas globales de cobalto, contribuyendo con el 60% de la producción del metal.

Al ser comparado en términos económicos entre el hierro y el níquel, el cobalto resulta ser el metal menos rentable y más costoso, debido a su escasez relativa.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión se manifiesta a la temperatura de 1495 °C. Por otro lado, su punto de ebullición se alcanza a los 2927 °C.
  • En condiciones ambientales, la densidad del cobalto es de 8900 kg/m3.
  • Su estado ordinario es el sólido.
  • Su estructura cristalina más común sigue una geometría hexagonal.
  • A temperatura ambiente es un metal ferromagnético.
  • Organolépticamente, es un metal relativamente duro con una coloración blanco azulada.
  • Posee una dureza igual a 4 Mohs.
  • A los 1115 °C pierde su propiedad ferromagnética.
  • Presenta buena conductividad eléctrica y térmica.

Propiedades químicas

  • Atómicamente, está compuesto por 27 electrones, 27 protones y 32 neutrones.
  • La nube cobáltica de electrones oscila en 4 niveles de energía.
  • Posee 8 estados de oxidación: -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
  • Alotrópicamente, presenta 2 variedades. La más común que desarrolla una estructura cristalina hexagonal, y la forma más rara tiene geometría cristalina cúbica centrada en el cuerpo.
  • El cobalto y sus compuestos tiene elevada toxicidad. Además, el cobalto puro en polvo es inflamable.
  • Este elemento es un metal de reducción débil, razón por la cual forma una fina capa de óxido superficial durante un proceso llamado pasivación.
  • Este metal presenta una reactividad nula al interactuar con agua y aire, en condiciones ambientales.
  • Es susceptible a los ataques de halógenos y sulfuros.
  • El cobalto es un metal resistente a la corrosión.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal resistente a esfuerzos de tracción y a las tensiones.
  • Posee buena ductilidad y maleabilidad.

Usos

La mayor parte de la producción del cobalto es dirigida al sector metalúrgico, para la fabricación de diversas súper-aleaciones, capaces de un rendimiento superlativo y elevada resistencia a influencias ambientales y condiciones extremas. Estas aleaciones son usadas para elaborar turbinas, aceros rápidos e inoxidables, carburos cementados e instrumentos de diamante, etc.

Aleaciones de cobalto-níquel y otro metal, como el Alnico, Fernico, Cunico, Cunife, entre otras son utilizadas para fabricar potentes imanes y cintas magnéticas. Otras aleaciones del cobalto son usadas para fabricar implantes ortopédicos. Una aleación especial es aquella compuesta por cobalto-cromo-molibdeno, que es empleada para crear prótesis de cinturas y rodillas.

En el entorno de la electrónica, el óxido de cobalto y litio es utilizado en los cátodos de baterías de iones de litio.

En la industria química, el cobalto es valioso como catalizar de reacciones para obtener combustibles líquidos, polímeros y para refinar al petróleo.

Desde tiempos antiguos el cobalto ha sido usado para producir pigmentos de gran atractivo para elaborar pinturas, recubrimientos esmalticos, barnices y tintas.

El Co-60 es usado para esterilizar alimentos, en terapias de radiación gamma y en el control de calidad de metales mediante radiografía industrial.

Dónde se encuentra

La reserva más grande de cobalto se encuentra en la provincia de Katanga, alojado en la República Democrática del Congo, dicha extensión comprende el 40% de la cuota mundial.

Sin embargo, la situación política de la localidad ha sido un obstáculo para que los procesos de explotación sigan adelante, pero de ser así, se tendría acceso a casi 25 millones de toneladas del mineral.

Obtención

La obtención de cobalto puede ser procesado a través de dos métodos con la inclusión de otros minerales como el cobre y el níquel.

Pero se debe tener en cuenta que los procedimientos químicos de separación deben contar con medidas exactas de los componentes involucrados.

Uno de los métodos de obtención del cobalto puro, se basa en la flotación, el cual consiste en calentar una mena de sulfato con cobalto, mientras que el hierro y el cobre se oxidan.

Una vez culminado el proceso de tostado, se produce una lixiviado de los componentes y se produce poco a poco la separación.

Otro de los métodos es la transformación de óxido de cobalto. Consiste en la reacción aluminotermia o reducción del carbono en un horno previamente calentado.

Quién lo descubrió

Los primeros avistamientos del cobalto se produjeron en las esculturas egipcias y las joyas que recubrían a los faraones, vidrios y esmaltes de las edificaciones.

Los investigadores apuntan que el cobalto se encontraba presente en la civilización desde el tercer milenio por los descubrimientos en las ruinas de Pompeya, destruidas alrededor del año 79 a. C.

En China, la dinastía Tang y la dinastía Ming contenían artículos realizados con cobalto que podrían haber sido construidos entre los años 618 d. C y 1368.

El cobalto también estuvo presente durante la Edad de Bronce. En una excavación sobre el naufragio de Uluburum encontraron un cristal azul hecho a base del mineral en el siglo XIV.

De hecho, el vidrio más antiguo que han hallado los arqueólogos, ha sido el cristal azul perteneciente a la civilización egipcia en el siglo XVII.

Los descubrimientos del elemento como una unidad química se dieron en 1730, cuando el químico sueco George Brandt encontró el cobalto en una roca natural con otros metales.

Brandt aseguró que el vidrio de color azul se atribuía al bismuto, también fue el primer metal encontrado desde la pre – historia.

Los científicos se refirieron al cobalto como un elemento químico altamente toxico con capacidad de contaminar y degradar algunos elementos de la tabla periódica.