Starea naturala si metodele de obtinere

Cobaltul face parte dintre metalele care desi sunt relativ putin raspandite in natura au un rol foarte important in tehnica. Importanta cobaltului se datoreaza in primul rand valorii sale, drept component al asa-numitelor aliaje dure: aliaje metaloceramice si aliaje de turnare de tipul stelitilor, cum si aliaje cu proprietati specifice deosebite, magnetice, refractare si antiacide. Cobaltul se intalneste foarte rar in stare nativa; in majoritatea cazurilor se gaseste in natura sub forma unor combinatii chimice - mineralele: arseniuri (smaltina, skutterudit etc.), sulfuri (linneit, cobaltipirita etc.), cobaltina; efluorescente cobaltice etc. Aceste minerale se gasesc adeseori impreuna cu minereurile de argint; avand aceeasi culoare ele sunt greu de deosebit. La reducerea argintului are loc concomitent si reducerea cobaltului, astfel ca inainte nu se putea prin metode tehnice simple sa se separe aceste metale. In Evul Mediu acest fenomen era pus pe seama unor spirite supranaturale - “Kobold” - de unde si numele minereului, iar apoi si al metalului. Cobaltul a fost obtinut pentru prima oara in 1735. Dificultatile care se ivesc la obtinerea cobaltului se datoresc faptului ca se gaseste de obicei in concentratii foarte mici in minereuri; oxidul de cobalt trebuie obtinut prin topire, urmand apoi sa se purifice, si sa se reduca oxidul pur cu carbune, hidrogen, oxid de carbon, aluminiu etc., sau sa se dizolve oxidul de cobalt in acid si sa se separe cobaltul prin electroliza. In laborator cobaltul se poatye obtine prin reducerea oxidului de cobalt sau clorurii de cobalt cu hidrogen la 250C; prin descompunerea oxalatului in hidrogen sau prin precipitarea cobaltului din solutii apoase de saruri ale acizilor slabi cu magneziu metalic, zinc etc. Cobaltul tehnic se obtine de obicei in cuptoare electrice, prin reducerea oxidului de cobalt cu cocs sau cu carbune de lemn, in prezenta de carbonat de calciu care se adauga pentru a lega sulful. Cobaltul obtinut prin aceasta metoda contine pana la 12% carbon. La obtinerea cobaltului prin reducerea oxidului cu aluminiu sau cu alt metal, reducatorul impurifica cobaltul. Cobaltul metalic se mai poate obtine prin electroliza solutiilor sarurilor sale. Cele mai bune rezulatate s-au obtinut la electroliza solutiilor de clorura de cobalt in prezenta de acid fosforic si monosolfat de sodiu.Metalul obtinut prin electroliza este impurificat cu hidrogen, uneori si cu sulf. Metalul cu cea mai inalta puritate a fost obtinut prin reducerea oxizilor de cobalt cu hidrogen. In aceste conditii se obtine prin reducerea la 500C un metal de puritate 99,86%. Productia mondiala de cobalt (cu exceptia U.R.S.S), in 1938 - 39, era de 4500 t, iar in 1945 - dupa date din strainatate - 6000 t.

Proprietatile fizice

Alotropia. Datorita dificultatilor care se ivesc la obtinerea cobaltului de inalta puritate si din cauza prezentei unor transformari alotropice, cunostintele despre proprietatile fizice ale acestui metal sunt contradictorii. In cazul cobaltului s-a stabilit cu precizie existenta a doua varietati, dintre care una (Co-) cu structura hexagonala cu aranjament compact este stabila dupa diferiti cercetatori pana la 360 - 492C, iar cealalta (Co-) cu retea cubica centrata in spatiu este stabila peste aceste temperaturi. Diferenta neta care exista intre diferitii cercetatori care au determinat temperaturile de transformare ale cobaltului se datoreste influentei apreciabile pe care o exercita prezenta in metal chiar a unor cantitati foarte mici de impuritati. In literatura exista de asemenea indicatii ca trecerea formei Co- in Co- se efectueaza la temperaturi mult mai inalte. Datele communicate de diferitii cercetatori, care au determinat temperaturile de transformare alotropice ale cobaltului sunt rezumate in tabela urmatoare.

Autorul Anul Temperatura deTransformare,C

Observatie

MarekHonda si Shimitsu

19331903

492464

Masumoto

WassermanCardwell

Seybolt si Mathewson

1926

193219311935

427 - 477360 - 403

450850875

La caldLa rece

Hendrick, Jefferson si Scultz

1930 1015

Caldura latenta de transformare a formei Co- in Co- (temperatura de transformare 445C) este egala cu -1,5/cal/g iar caldura latenta de transformare a formei Co- feromagnetic in cobaltul paramagnetic ( temperatura de transformare 1120C) este egala cu +1,6 cal/g. Temperatura de transformare a cobaltului este in functie de marimea cristalelor sale. In cazul metalului cu structura foarte fina s-au obtinut temperaturi mai mari. Cercetandu-se transformarile alotropice ale cobaltului prin metoda analizei roentgenografice s-a confirmat existenta a doua modificatii ale cobaltului in stare solida, o modificatie cubica Co- si una hexagonala cu aranjament compact Co-. Prima modificatie (Co-) este stabila peste 500C, dar la racirea pulberii de cobalt se mentine pana la 300C, temperatura la care apare o mica cantitate din modificatie cu structura hexagonala. Tinuta un timp mai indelungat la 300C, cantitatea din faza cu structura hexagonala (Co-) nu creste. Aceasta crestere are loc numai la coborarea temperaturii sub 300C; la temperatura camerei, pulberea

de cobalt este alcatuita din parti egale din ambele modificatii ale acestui metal. La incalzirea acestei pulberi de cobalt, modificatiile care exista nu se schimba pana la ~500C, cand intreaga cantitate trece in Co- cu structura cubica. Intr-o bara de cobalt, transformarea formei Co- in Co- incepe la 400C, si se termina aproape in intregime la 300C. dar si in acest caz transformarea prin incalzire in Co- se produce numai la 500C. in cursul acestei cercetari, s-a stabilit de asemenea, ca la temperaturi peste 1200C, cobaltul sufera o transformare magnetica. Densitatea. Densitatea cobaltului cu structura hexagonala, determinata de diferiti cercetatori pe cale roentgenografica, variaza intre 8,65 - 8,79 g/cm³, in timp ce densitatea determinata direct prin metoda picnometrica a dat, in cateva cazuri, valori mai mari. S-a gasit astfel, ca densitatea unui cobalt laminat de puritate 99,8% este egala cu 8,9253 si 8,83 g/cm³. Densiatatea cobaltului electrolitic sub forma unei foite este 7,9678 g/cm³. Proprietatile mecanice si capacitatea de a fi prelucrat prin presiune. Cobaltul are proprietati mecanice superioare. Rezistenta de rupere a cobaltului laminat si recopt este egala cu 50 kg/mm² la o alungire de 5%. Sarma de cobalt are valori mai mari ale rezistentei, rezistenta de rupere fiind in acest caz egala cu 70 kg/mm². Rexistenta de rupere a cobaltului turnat este egala cu 24,2 - 26,0 kg/ mm². Duritatea Brinell a cobaltului recopt este egala cu 132 kg/mm², iar a metalului ecruisat ajunge pana la 280 kg/mm². Modulul de elasticitate al cobaltului are valori intre 20000 - 21280 kg/mm², iar modulul de lunecare unghiulara 4710 - 7630 kg/mm². Cobaltul retopit poate fi prelucrat sub presiune numai daca nu contine impuritati, oxizi si gaze dizolvate. Capacitatea cobaltului de a fi prelucrat sub presiune se amelioreaza printr-un adaos de 0,1% Mg, sau de litiu, care faciliteaza dezoxidarea cobaltului si fac inofensiva influenta sulfului. Punctul de topire si caldura latenta de topire. Manualele moderne admit, ca punctul de topire al cobaltului este egal cu 1480C, temperatura care a fost gasita in cazul unui metal foarte pur. Caldura latenta de topire a cobaltului este egala cu 67 cal/g. Temperatura de fierbere. Temperatura de fierbere a cobaltului se gaseste intre 2900 - 3135C, in timp ce datele referitoare la tensiunea de vapori a acestiu metal la diferite temperaturi nu sunt suficient verificate. Se considera, ca cobaltul este intr-o oarecare masura mai putin volatil decat fierul. In vid cobaltul incepe sa se vaporizeze vizibil la 640C si fierbe la 2415C. ultima cifra s-a obtinut intr-un vid de 30 mm col mercur. Cifrele care caracterizeaza variatia temperaturii de fierbere a cobaltului, in functie de presiunile gasite prin calcul sunt urmatoarele:

Presiunea, mm col 0,1 1,0 10 50 100 300 500 760

Mercur…………

Temperatura deFierbere, C 1645 1885 219

52485

2635 2890

2950 3185

Caldura specifica. Dupa diferiti cercetatori caldura specifica a cobaltului in intervalul de temperatura 15 - 100C este 0,093 - 0,1056 cal/gC. Valorile numerice care caracterizeaza variatia caldurii specifice a cobaltului in functie de temperatura sunt urmatoarele:

Temperatura, C Caldura specifica, medie

Cal/gC reala

100 0,1089 0,11200 0,1107 0,114300 0,1124 0,118400 0,1145 0,128500 0,1185 0,135600 0,1214 0,14800 0,1298 0,161000 0,1378 0,1811200 0,1480 0,203

Peste 1200C, caldura specifica a cobaltului solid este aproximativ constanta si rgala cu 0,167 cal/g, iar a cobaltului lichid este 0,265 cal/g si nu este in functie de temperatura. S-a stabilit prin cercetarea influentei structurii cristaline a cobaltului asupra caldurii sale specifice, ca aceasta este cu atat mai mica, cu cat structura cristalina a cobaltului este mai fina. Conductivitatea termica. Comunicarile din literatura asupra valorii conductivitatii termice a cobaltului sunt foarte putine si foarte diferite. In timp ce dupa unii cercetatori, conductivitatea termica a cobaltului la temperaturile 0 si 20c este 0,170 respectiv 0,1653, dupa alti cercetatori, conductivitatea termica la 20C este egala cu numai 0,1299 cal/cm∙s∙C. Conductivitatea, rezistivitatea si coeficientul de temperatura al rezistivitatii. Conductivitatea cobaltului la 0 este 17,22% din conductivitatea argintului. Rezistivitatea cobaltului, cu diferite grade de puritate variaza intre 5,06 - 1410-6 ohmi∙cm. O valoare mai mica a rezistivitatii s-a obtinut in cazul unui cobalt retopit in vid. Coeficientul de temperatura al rezistivitatii electrice a acestui metal

in intervalul de temperatura 0 - 100C este egal cu 6,5810 -5 .Rezistivitatea cobaltului de puritate 99,95% la 20C este egala cu 6,44810-6ohmicm. Coeficientul de temperatura al rezistivitatii cobaltului creste treptat prin ridicarea temperaturii de la 0 la 420C; in intervalul de temperatura 420 - 440C scade brusc, dupa care creste din nou continuu pana la 1120C. la 1120C coeficientul de temperatura al rezistivitatii scade din nou si ramane constant pana la 1300C. Raportul dintre rezistivitatea cobaltului la temperaturi inalte (R t) si rezistivitatea lui la 0 (R0) se exprima prin urmatoarele cifre.

Temperatura, C 100 200 300 400 500 1067Rt/R0 1,6580 2,4778 3,5266 4,5635 4,605 14,38

Temperatura, C 1114 1166 1208 1254 1298Rt/R0 15,06 15,55 15,81 16,12 16,33

Rezistivitatea cobaltului scade la marirea presiunii.

Proprietatile chimice

Activitatea chimica. Cobaltul este un metal putin activ din punct de vedere chimic. La temperatura obisnuita este stabil la actiunea apei, aerului umed, alcaliilor si acizilor organici. Cobaltul se pasiveaza in acid azotic concentrat si se dizolva in acid azotic formand Co(No3)2. Cobaltul se dizolva cu incetul in acid sulfuric si clorhidric diluati. La temperaturi inalte, cobaltul se combina cu metaloizii si oxigenul. Cobaltul fin divizat, obtinut prin reducerea oxizilor la 250C, este piroforic.

Cobaltul si hidrogenul. Capacitatea cobaltului de a absorbi hidrogen este in functie de o serie intreaga de factoriI temperatura, conditiile in care s-a obtinut metalul etc.; astfel, cobaltul redus din bromura nu absoarbe hidrogen, in timp ce metalul obtinut prin reducere din oxizi contine cantitati diferite de gaz. Cobaltul redus la 400C contine de aproximativ 100 ori volumul de hidrogen, care poate fi extras prin incalzire la 200C in vid. O oxidare repetata, micsoreaza capacitatea cobaltului de a oclude hidrogen la reducere.

-

Cobaltul si hidrogenul. Cobaltul metalic se oxideaza foarte putin la temperatura obisnuita, chiar in aer foarte umed; incalzit insa la 300C incepe sa se acopere cu o pelicula subtire de oxid. Reactia de oxidare a cobaltului se accelereaza apreciabil la 900C. pulberea de cobalt metalic obtinut prin reducerea oxidului de cobalt cu hidrogen la 250C, se autoaprinde in aer si arde cu o flacara stralucitoare. Pulberea de cobalt metalic, obtinut prin reducerea oxidului de cobalt cu hidrogen la 700C, nu are proprietati piroforice. Se cunosc patru combinatii oxigenate ale cobaltului:CoO,Co2O3,Co3O4 si CoO2. Combinatia oxigenata inferioara a cobaltului - oxidul cobaltos CoO este o pulbere cristalina nemagnetica cu structura cubica, de culoare verde-inchisa. Reactia de oxidare a cobaltului la oxid cobaltos este insotita de degajarea unei cantitati de caldura de 57,49 kcal/mol. Oxidul cobaltos este stabil la aer, dar incalzit in incandescenta, trece in oxidul superior. Oxidul cobaltos se topeste la 1935C. Oxidul cobaltos poate fi obtinut prin reducerea oxidului cobaltic la temperaturi mici ( pana la 350C) in hidrogen sau prin incalzire in reductori slabi, de exemplu, amoniac gazos. Aceasta combinatie se mai poate obtine prin descompunerea carbonatului de cobalt sau oxidului cobaltic rosu in atmosfera de azot sau bioxid de carbon. Densitatea oxidului cobaltos este egala cu 5,68 g/cm³ in cazul celui obtinut prin descompunerea oxizilor superiori si 6,7 g/cm³ in cazul celui obtinut prin calcinarea sulfatului de cobalt la 1250 - 1300º C. Hidrogenul reduce oxidul cobaltos la cobalt metalic, la temperaturi peste 250ºC, iar oxidul de carbon il reduce peste 450ºC. In industrie se utilizeaza pe scara larga proprietatea oxidului cobaltos de a da solutii solide cu alti oxizi metalici, formand oxizi complecsi de obicei cu culori vii care se intrebuinteaza la emailuri; aceste solutii solide se obtin prin calcinarea oxidului cobaltos la 1100ºC cu alumina, acid stanic, oxid de crom etc. Unii dintre acesti pigmenti au devenit foarte cunoscuti, cum este, de exemplu, albastru de cobalt, care se mai numeste albastrul lui Thenard sau ultramarin. Acest pigment se obtine prin amestecarea alaunului, sulfatului de cobalt si unei mici cantitai de sulfat de zinc. Exista de asemenea si un ‘verde turcesc’ obtinut prin incalzirea unui amestec de oxid de zinc si oxid cobaltos. Se obtine, de asemenea, un pigment rosu prin incalzirea oxidului de magneziu cu oxid cobaltos sau cu carbonat de cobalt. Preparatul tehnic comun de cobalt utilizat la obtinerea emailurilor este oxidul cobalto-cobaltic Co3O4, obtinut prin calcinarea in aer a altor oxizi sau a azotatului de cobalt. Sub acest aspect el este o pulbere aproape neagra cu nuante profunde albastre sau verzi. Oxidul cobalto-cobaltic obtinut prin incalzirea clorurii de cobalt sau a unui amestec de oxid cobaltos cu clorura de amoniu la aer sau in oxigen se obtine sub forma unor octaedri microscopici, cu luciu metalic. Incalzit

peste 1200ºC, Co3O4 se descpmpune si formeaza oxidul cobaltos CoO. Incalzit puternic in flacara unui bec de hidrogen, cat si prin incalzire la 900ºC in amestec cu carbune sau negru de fum, Co3O4 trece in cobalt metalic. Densitatea acestei combinatii este egala cu 5,8 - 6,3 g/cm³, iar reactia de formare din elemente are loc cu degajarea unei cantitati de caldura de 196,5 kcal/mol. Hidrogenul reduce oxidul cobalto-cobaltic, incepand de la 190-200C, iar reactia are loc energic inca de la 250C. Intre 500 - 700C, hidrogenul reduce mai mult decat 90% Co3O4, dar reducerea ultimilor 10% are loc incet. Reactia de reducere a oxidului Co3O4 cu hidrogen se termina in intregime si repede la 1100C. Oxidul de carbon reduce repede oxidul cobalto-cobaltic la 900C intre 350 - 450C reactia are loc in cateva etape; la inceput se reduc oxizii, zpoi pulberea metalica descompune oxidul de carbon conform reactiei: Co + 2Co = Co + C + CO2. La aproximativ 600C, oxidul de carbon reduce oxidul cobalto-cobaltic la CoO. Oxidul cobaltic Co2O3 se formeaza la incalzirea azotatului de cobalt la 180C. Densitatea acestei combinatii sub forma unei pulberi negre amorfe este egala cu 5,18 g/cm3; hidrogenul il reduce la 125C in oxid cobalto-cobaltic, la 200C in oxid cobaltos, iar la 250C in cobalt metalic. Oxidul cobaltic Co2O3 se decompune la 895C. In afara acestor trei oxizi descrisi s-a mai obtinut un bioxid de cobalt CoO2, prin precipitarea solutiilor de saruri de cobalt cu hidroxid de sodiu; acest oxid este insa atat de instabil, incat la spalare se descompune partial, iar prin incalzire la 100C se descompune complet. Solubilitatea oxigenului in cobalt solid se caracterizeaza la diferite temperaturi prin urmatoarele cifre:

Temperaturi, C 600 740 820 850 875 1000

1100 1200

Solubilitatea oxigenuluiIn cm3/100 g Co-

Co-3,8-

7,6-

11,5-

15,1-

-3,8

-5,6

-7,6

-9,15

Dupa cum rezulta din aceste date, solubilitatea hidrogenului in ambele faze creste cu temperatura. Totusi, la trecerea formei Co- in Co- solubilitatea oxigenului scade brusc. Oxigenul dizolvat ridica temperatura de transformare poliforma a cobaltului de la 850 la 875C.

Cobaltul si sulful. Inca de multa vreme s-a gasit in natura o combinatie naturala a sulfului cu cobaltul cu formula CoS, cunoscuta sub numele de siepurita. Aceasta combinatie a mai fost obtinuta de o serie de cercetatori prin actiunea unei solutii apoase sau prin incalzirea sulfatului de cobalt cu carbune. Sulfura sintetica se obtine sub forma unei pulberi negre amorfe sau sub forma unor prisme cenusii cu densitatea 5,45 g/cm3, care se topesc la 1116C. caldura de formare a combinatiei CoS din elemente este egala cu +20,57 kcal/mol. Aceasta combinetie se oxideaza usor in contact indelungat cu aerul si se transforma in sulfat. CoS topita formeaza o masa roscata sau alba argintie. In afara combinatiei CoS s-au mai obtinut, sintetic, o serie de sulfuri de cobalt: Co3S4, Co2S3 si CoS2. Sulfura de cobalt Co3S4 a fost obtinuta prin incalzirea unor solutii de sulfat de potasiu si clorura de cobalt in tub inchis la 160 - 180C. Se prezinta sub forma unor cristale cubice de culoare cenusie inchisa, cu greutate specifica 4,86. Combinatia Co2S3 se poate obtine prin incalzirea la 1200 - 1300C a unui amestec de sulf, carbonat de potasiu si carbonat de cobalt. Aceasta sulfura este o substanta cristalina neagra cu greutatea specifica 4,8. Caldura de formare a sulfurii Co2S3 din elemente este egala cu +40 kcla/mol. Cea mai bogata combinatie a cobaltului in sulf are formula CoS2, iar greutatea ei specifica este cea mai mica in comparatie cu toate celelalte combinatii ale cobaltului, fiind 4,269 g/cm3; aceasta combinatie se formeaza cu degajarea unei cantitati de caldura de 37 kcal/mol. Aceasta sulfura de cobalt a fost separata pentru prima oara din masa obtinuta la incalzirea oxidului cobaltos cu sulf sau in curent de hidrogen sulfurat. Aerul umed oxideaza aceasta combinatie. La cald ea pierde sulf. Combinatia CoS a fost identificata si la elaborarea diagramei de echilibru a sistemului cobalt-sulf, pana la un continut de 33,6% sulf, prim metoda analizei termice. Totusi, alaturi de sulfura CoS s-a pus in evidenta in acest sector din diagrama existenta combinatiilor Co4S3 si Co6S5. La 879C si la un continut de 26,5% sulf, sistemul prezinta un punct eutectic care corespunde cristalizarii simultane a formei Co- si a solutiei solide de cobalt in combinatia Co4S3 (solutia solida ). La 788C solutia solida sufera o scindare eutectica in Co- si combinatia Co6S5. Combinatia Co4S3 se formeaza la 935C printr-o reactie peritectica: CoS + topitura ↔Co4S3. Cobaltul si azotul. S-a stabilit ca chiar daca se produce combinarea directa a cobaltului cu azotul, aceasta are loc numai intr-o masura foarte mica si este foarte lenta. Prin incalzirea cobaltului in amoniac la 470C, concentratia azotului in cobalt poate ajunge la 10,33%. Combinatia de culoare neagra care se formeaza si asupra careia apa nu are nici o actiune are formula Co3N2. Aceasta

combinatie s-a mai obtinut prin incalzirea la 2000C a amestecului de cianura si oxid cobaltic, cat si prin descompunerea termica a amidurii de cobalt. Pulberea de cobalt tinuta un timp indelungat la 250 - 300C in amoniac formeaza o a doua nitrura de cobalt cu compozitia Co3N. Deoarece pulberea de cobalt nu formeaza nitrura la 1300C nici in amoniac, nici in azot, se presupune ca aceasta nitrura se disociaza in intregime la temperaturi mult mai scazute. S-a stabilit, prin cercetarea sistemului cobalt-azot, ca in domeniul aliajelor bogate in cobalt exista doua combinatii a caror compozitie corespunde formulelor Co3N si Co2N. Aceste combinatii au fost obtinuet prin actiunea amoniacului la 380C asupra cobaltului metalic, redus la hidrogen la 350C din Co3O4 si prin actiunea azotului asupra fluorurii de cobalt CoF2 la 360C. Ambele nitruri sunt de culoare neagra cenusie. Reactioneaza cu acizii slabi la rece, foarte lent. Se dizolva repede in acid clorhidric concentrat si acid azotic. Se dizolva lent in acid sulfuric concentrat. Ambele nitruri se dizolva repede la cald in acizi diluati. Densitatea nitrurii Co3N este egala cu 7,1, iar a nitrurii Co2N cu 6,3 g/cm3. Solubilitatea azotului in cobalt la 600C determinata prin metoda analizei roentgenografice este egala cu 0,63%. Cobaltul si fosforul. Se pot obtine aliaje de cobalt cu fosfor pe diferite cai: incalzirea cobaltului cu fosfor; actiunea hidrogenului fosforat asupra clorurii de cobalt; incalzirea unui amestec de cobalt sau oxid de cobalt, cenusa de oase, cuart si carbon sau dupa S.F. Jemciujnii si I.P. Şepelev prin dizolvarea fosforului in cobalt lichid. Acesti cercetatori au elaborat domeniul din diagrama de topire a acestui sistem. Aliajele au fost preparate prin topirea cobaltului cu aliajul cobalt-fosfor, care contine 21% fosfor. In literatura mai exista comunicari asupra obtinerii unor combinatii mai bogate in fosfor:

1) o fosfura cu compozitia Co3P4 obtinuta prin trecerea vaporilor defosfor peste pulbere de cobalt proaspat redus; combinatia arde prin incalzire in clor, nu se dixolva in acid clorhidric concentrat, se dizolva usor in acid azotic;

2) o fosfura cu compozitia Co2P3 obtinuta prin incalzirea clorurii decobalt la 700 - 800C in vapori de fosfor. La 900 - 980C aceasta combinatie se descompune; la rece, nu se dizolva in acid clorhidric, acid azotic si nici in apa regala. Totusi, cercetatorii din ultimii ani au confirmat numai existenta fosfurilor de cobalt cu compozitia Co2P, CoP si CoP3. Caldurile formate ale fosfurilor de cobalt Co2P, CoP si CoP3 din elemente, sunt respectiv egale cu +42.9, +30.0 si +52 kcal/mol. Cobaltul si carbonul. Combinatia cobaltului cu carbonul - carbura de cobalt Co3O - a fost obtinuta pe cale chimica. Existenta acestei combinatii a mai

fost stabilita prin studiul diagramei de aechilibru a aliajelor din sistemul cobalt-carbon. Cobaltul lichid dizolva energic carbonul, dar solutia formata se descompune la racire in grafit si cobalt, din care cauza chiar in probele calite se pot vedea numai urme de carbura. Solubilitatea carbonului in cobalt lichid la 2415C (presiunea 30 mm col mercur) este egala cu 7,4% iar in cobalt solid la temperatura eutecticului, 0,8%. Eutecticul se formeaza intre solutiile solide saturate de carbon in cobalt si combinatia Co3C la un continut de 2,4% carbon si temperatura 1308C. solubilitatea carbonului in cobalt solid scade prin micsorarea temperaturii iar la temperatura camerei este numai 0,1%. Prin marirea continutului de carbon in limitele solubilitatii sale in cobaltul solid, temperatura de transformare magnetica si polimorfa scade necontenit. Proprietatile catorva saruri de cobalt. Clorul, bromul si ionul reactioneaza la cald cu cobaltul formand balogenurile corespunzatoare. Clorura de cobvalt CoCl2 anhidra este foarte putin volatila pana la 650C, dar la temperaturi mai inalte volatilitatea sa creste brusc. CoCl2 se dizolva in apa; se dizolva mai bine in alcool etilic si metilic, formand solutii colorate in albastru. Greutatea specifica a clorurii CoCl2 este 3,356, punctul de topire 730C, iar punctul de fierbere 1050C. Fluorura de cobalt CoF2 este putin solubila in apa, iar bromura de cobalt CoBr2 se dizolva in apa mai bine decat clorura de cobalt. Bromura de cobalt este higroscopica si absoarbe repede umezeala. Iodura de cobalt CoI2 este o substanta neagra verzuie. Ea este relativ putin stabila si se descompune la 575C.

Intrebuintarea cobaltului in tehnica

Primele incercari de utilizarea cobaltului drept component al aliajelor au fost facute in urma dezvoltarii fabricarii tipurilor speciale de oteluri. S-a stabilit, cu aceasta ocazie, ca prin adaugarea cobaltului la aliajele fier-carbon nu se obtin rezultate deosebite; otelul nu se modifica datorita faptului ca cobaltul dilueaza sau inlocuieste fierul din aliaje. Primul succes insemnat in utilizarea cobaltului a fost introducerea sa in cantitati pana la 4% in otelurile de taiere rapida. Ulterior ş-a mai facut inca o descoperire importanta prin crearea aliajelor dure de tipul stelitilor, cu o duritate mult mai mare decat a otelurilor de taiere rapida si care asigura posibilitatea aschierii metalelor cu asemenea viteze despre care mai inainte nici nu putea fi vorba. Mai mult, stelitii, spre deosebire de otelurile pentru taierea rapida

cunoscute pana atunci, nu necesitau nici un tratament termic si puteau fi utilizati in stare turnata. Duritatea medie a stelitilor, aliaje dure turnate, care contin 40 - 50% Co, 13 - 35% Cr, 5 - 25% W si 1,5 - 3,0% C, se datoreste prezentei carburilor de crom si wolfram. Aceste aliaje se utilizeaza sub forma unor placute turnate care se sudeaza pe scula aschietoare; datorita duritatii mari si rezistentei la cald, ele permit sa se mareasca, intr-o oarecare masura, viteza de taiere in raport cu cea a otelurilor. Cu toate acestea, importanta stelitilor la fabricarea sculelor aschietoare ş-a micsorat mult in prezent, deoarece duritatea si rezistenta aliajelor metaloceramice este mai mare . Aliajele de tipul stelitilor rezista bine la oxidare, chiar la temperaturi inalte, cum si la actiunea acizilor. Aliajele metaloceramice obtinute prin metoda sintetizarii sunt alcatuite din carburi de metale greu fuzibile (wolfram, titan, molibden, tantal, niobiu, vanadiu etc.), cimentate cu cobalt, iar uneori cu nichel, pentru a capata rezistenta dorita. Din grupa metalelor greu fuzibile, cele mai importante la fabricarea aliajelor metaloceramice sunt wolframul si titanul. Aliajele dure metaloceramice contin 3 - 15% Co (cu exceptia aliajului renix, in care metalul de cimentare este nichelul). Principalul avantaj al acestor aliaje consta in proprietatile lor aschietoare exceptionale si rezistenta la uzura care permit prelucrarea oricaror tipuri de oteluri cu viteze tehnice acceptabile. In ultimele doua decenii ş-au mai efectuat studii teoretice deosebit de importante prin care ş-a dovedit ca punctul de vedere vechi, potrivit caruia introducerea cobaltului in aliajele de fier nu foloseste la nimic, este superficial si ca de fapt otelul cu cobalt este cel mai potrivit pentru fabricarea magnetilor permanenti. In marcile de oteluri pentru magneti permanenti utilizate in prezent, cea mai mare forta coercitiva o au marcile care contin cobalt [X6K3, X6K5, X7K10M si X9K15M, (H6K3, H6K5, H7K10M si H9K15M) care contin 2,5 - 16,5% Co]. N.T. Gudţov si K.M. Ghelfand recomanda pentru industrie utilizarea unor oteluri de taiere rapida cu marcile P1 (RF1) aliate cu un adaos de 10 - 12% Co. acest otel are o rezistenta la rosu mai mare decat otelul standard marca P1 (RF1). Dezavantajul otelului aliat cu cobalt consta in fragilitatea ceva mai mare si tendinta de a se decarbura, care dupa acesti cercetatori, se pot inlatura usor prin marirea temperaturii de revenire a otelului la 600C si utilizarea unor substante de ungere protectoare. Cobaltul se introduce uneori in cantitati pana la 5,5%, in otelurile de taiere rapida [otelul marca PK5 (RK5)], care isi pastreaza bine duritatea pana la 600 - 625C si permit astfel, viteze mai mari de taiere, decat otelurile de scule obisnuite.

Pe baza sistemului fier-cobalt-nichel, ş-a creat un aliaj a carui dilatare termica este apropiata de dilatarea sticlei la rosu. Compozitia acestui aliaj este 27% Ni, 29% Co, 0,6% Mn, iar restul fier. Pe baza de cobalt ş-a creat de asemenea seria aliajelor refractate, rezistente pana la 900C. compozitia catorva dintre aceste aliaje este urmatoarea:

Nr. aliajului

Compozitia chimica, %

Co Cr Mn Ni W Nb C Fe1 65 27 5 2 - - 0,25 12 40 23 5 32 - - 0,40 -3 45 20 20 4-5 4-5 4-5 0,05 -4 42-

4420 4 20 4 4 0,4 4

Cobaltul se introduce in cantitati de 5 - 25% in compozitia diferitelor aliaje cu proprietati magnetice superiaore, utilizate la fabricarea magnetilor permanenti. Cobaltul este de asemenea unul dintre componentii unui mare numar de aliaje antiacide; astfel, cel mai bun aliaj pentru fabricarea anozilor insolubile este cel care are compozitia: 75% Co, 13% Si, 7% Cr si 5% Mn. Acest aliaj este superior platinei in ceea ce priveste stabilitatea fata de acizii azotic si clorhidric. Aliajul cu compozitia: 56% Ni, 22% Fe, 19,5% Co si 2,5% Mn rezista bine la acid clorhidric concentrat la 80C. Aliajele de cobalt cu crom au o rezistivitate ridicata si pot fi utilizate la rezistentele de incalzire ale cuptoarleor electrice. Cobaltul nu se utilizeaza in practica fabricarii aliajelor neferoase, desi exista lucrari care indica utilitatea introducerii acestui metal in unele aliaje cum sunt, de exemplu, bronzurile de aluminiu pentru a le afina (innobila) structura. Aceasta se datoreste faptului ca cobaltul este un metalrelaiv scump, ci si posibilitati de a ameliora proprietatile acestor aliaje prin adaugarea unor metale mai raspandite si mai ieftine cum sunt cromul, titanul etc. Cobaltul se gaseste, de obicei in cantitati mici in aliajele de nichel, deoarece este un insotitor permanent al nichelului si intra impreuna cu acesta in compozitiile aliajelor. Cifrele de mai jos, care se refera la consumul de cobalt in industria S.U.A. in anul 1941, dau o imagine asupra utilizarii cobaltului in diferite scopuri:

Scule pentru foraj si aschiere 43%Aliaje magnetice 28

Sarme pentru sudura 18%Oteluri speciale 6%

Diverse (instrumente chirurgicale, pigmenti si emailuri, supape, matrite, acoperiri, cataliza)

5%

Densitatea celor mai uzuale materialeDenumirea

kg/dm3

Acetona 0,792

Acid acetic 1,049

Acid cromic 5,21

Acid oxalic 1,653

Alabastru 2,7...2,8

Alama Am 58 8,5

Alama Am 60 8,5

Alama Am 63 8,44

Alama Am 70 8,51

Alama Am 80 8,65

Alama Am 85 8,73

Alama Am 90 8,9

Alama Cu Zn 40 Pb 8,5

Alama Cu Zn 33 Pb2 8,52

Alama Cu Zn 32 Pb2 8,52

Alama Cu Zn 40 Pbsn 8,5

Alama Cu Zn 40 Mn 2Al

CuZn 38 Pb 2 Mn2 8,5

Alama Cu Zn 35 Mn 2Fe 8,5

AlNi

CuZn40Mn3Fe 8,5

Alama CuZn30Al5Fe3

Mn2 8,5

Alama AmX 1, 2, 3, 4 8,5

Alb de plumb 6,7

Alb de zinc 5,65

Aliaj de lipit Lp 2 11,1

Aliaj de lipit Lp 20 Sb 10,17

Aliaj de lipit Lp30 9,7

Aliaj de lipit Lp 30 Sb 9,6

Aliaj de lipit Lp37-Lp60 8,5

Aliaj de lipit Lp40-Lp50 8,9

Aliaj de lipit Lp 40 Sb 9,4

Aliaj de lipit Lp 65 8,7

Aliaj de lipit Lp 90 7,5

Aliaj de lipit Lp Ag0,5 11,1

Aliaj de lipit Lp Ag1,5 11,0

Aliaj de lipit Lp Ag 2

Lp Ag 2Cd 9,6

Aliaj de lipit Lp Ag 15 p 8,4

Aliaj de lipit Lp Ag 19 8,7

Aliaj de lipit Lp Ag 25 6,9

Aliaj de lipit Lp Ag 40 Cd 9,3

Aliaj de lipit Lp Ag 50 Cd 9,3

Aliaj de lipit Lp Ag 45 9,1

Aliaj de lipit Lp Ag 65 9,7

Aliaj de lipit aluminiu 6,8

Alpaca(aliaj Cu-Ni-Zn) 8,7

Aluminiu table Al 99, Al 99,5 2,7

Al 99,7 2,7

Aluminiu turnat 2,50

Aliaj de aluminiu AlMgSi 2,7

AlSi1MgMn 2,7

Aliaj de aluminiu AlCu4Mg1,5Mn 2,77

Aliaj de aluminiu AlMnMg 2,64

Aliaj de aluminiu Al Zn4Mg3Cu 2,7

AlZn5Mg2CuCr 2,7

Aliaj de aluminiu AlZn5Mg2Cu2 2,7

Aliaj de aluminiu AlMg1AlMg2 2,7

AlMg3 2,7

Aliaj de aluminiu AlCu4MgMn 2,7

Aminoplast 1,5

Ampora (masa celulara) 0,03

Andezit 2,6

Antracit 1,25

Apa de mare 1,03

Ardezie 2,8

Argila uda 2,0

Argila uscata 1,6

Argint (electrolitic, ciocanit sau turnat) 10,5

Argon 1,7839*10-3

Astralita 1,09

Aur turnat 19,25

Azbest (placi) 1,2

Azbest cu cauciuc in placi (pentru garnituri) 1,9

Azbest fara aer 2,6

Azbest lana 0,15

Azbest pasla 0,3

Azbest hartie 0,9

Azbest carton 1,20

Azbociment 0,40

Azbotermit 0,55

Azbestomica 0,7

Azbozurit 0,6

Azot 1,2505*10-3

Bachelita 1,4

Balast îndesat 2,0

Banda de azbest 0,69

Banda de mica pe matase 1,75

Banda de mica pe sticla 2,0

Banda de sticla neutra neimpregnata 1,16

Banda de sticla impregnata 2,36

Banda Kopper 0,68

Banda Batist 0,80

Banda uleiata 1,3

Bazalt 3

Benzen 0,879

Benzina 0,75

Beton simplu uscat (cu pietris sau piatra sparta) 2,4

Beton asfaltic 2,4

Bitum 1,2

Bismut turnat 9,82

Bor 2,34

Borax anhidru 1,721

Bronz cu aluminiu CuAl9T 7,6

Bronz cu aluminiu BzA15 8,2

Bronz Bz14TBz12T 8,8

Bumbac 1,5

Calamina 7,5

Calcar de cochila 2,4

Calcar compact 2,7

Carbid 0,9

Carborundum 3,2

Carton asfaltat fara nisip 1,5 kg/m2

Carton presat 1,42

Caolin (în saci) 2,4

Carton bitumat (fara strat de acoperire) 750 g/m2

Cauciuc natural 0,95

Cauciuc placi pentru garnituri 1,3

Cauciuc Buna S 0,92

Cauciuc PO-60 1,4

Cauciuc Perbunan 0,95

Cauciuc Neopren 1,20

Cauciucuri poliacrilice Elaprim, Hycar si Krynak 1,1

Carbune brun 0,95

Carti si acte stivite 1,0

Ceara 0,99

Celuloid 1,38

Ciment proaspat 3,2

Ciment întarit 2,3

Ciment varsat afanat 1,25

Canepa 1,5

Clei 1,27

Clingherit 2,2

Cobalt 8,80

Cocs 0,5

Colofoniu 1,1

Combustibil prntru turboreactoare 0,795

Constantan 8,8

Corindon 3,9

Creta 2,3

Crom 7,19

Cuartite în stare naturala 2,65

Cuartite dupa ardere la 1450o timp de o ora 2,5

Cupru electrolitic 8,94

Cupru laminat 8,95

Cupru turnat 8,8

Dacit 2,8

Diamant 3,45

Diatomita (mase izolatoare) calit.I 0,2

Diatomita (mase izolatoare) calit.II 0,3

Diatomita (mase izolatoare) calit.III 0,4

Diasil 500 g/dm3

Diorit 3,0

Ebonita 1,2

Electrozi grafitati 1,6

Fenoplaste P 11 2,0

Ferodou 2,3

Flourita 3,2

Fonta bruta alba 7,6

Fonta cenusie turnata în piese Fc 10 ; Fc15 ; Fc20 7,2

Fonta cu grafit nodular turnata în piese 7,2

Fonta lichida 7,0

Galatit 1,4

Galben de crom 6,123

Gheata (0o C) 0,90

Ghips ars 1,81

Ghips piatra 2,3

Ghips turnat 0,97

Glicerina 1,24

Gnais 2,8

Grafit carbon 2,5

Grafit electrotehnic 2,22

Granit 2,65

Granule electrotehnice din PVC 1,3 g/cm3

Grunduri epistoll seria 3100 1,70

Grunduri brun-roscate anticorosive Seria 5040, 5041 1,25

Grund brun syntomin Seria 5042 1,60

Gresii 2,6

Hartie carton 1,42

Hartie condensator 0,985

Hartie de mica 1,5

Hartie de tipar (50% pori) 0,97

Hartie pentru cabluri 0,76

Hartie parafinata 0,11

Huila 0,90

Ipsos pentru modelaj 1,0

Ipsos pentru pardoseli 1,1

Îngrasaminte chimice 1,3

Lacuri alcolith pentru lemn Seria 2001, 2002 /1, 2002 0,92

Lac de impregnare Seria 3400 0,86

Lemn de brad *) 0,55

Lemn de brad verde 0,95

Lemn de molid *) 0,55

Lemn de molid verde 0,75

Lemn de pin *) 0,60

Lemn de pin verde 0,70

Lemn de anin *) 0,70

Lemn de anin verde 0,80

Lemn de carpen *) 0,85

Lemn de carpen verde 0,95

Lemn de fag *) 0,75

Lemn de fag verde 0,95

Lemn de frasin *) 0,75

Lemn de frasin verde 0,85

Lemn de mesteacan *) 0,75

Lemn de mesteacan verde 0,95

Lemn de paltin *) 0,75

Lemn de paltin verde 0,95

Lemn de stejar *) 0,9

Lemn de stejar verde 1,0

Lemn de tei *) 0,55

Lemn de tei verde 0,75

Lemn de ulm *) 0,70

Lemn de ulm verde 0,96*) Cu umiditate 15%

Lignit 0,9

Lut 1,8

Linoleum 1,2

Magneziu 1,738

Mangal 0,3

Mangan 7,48

Manganina 8,4

Marmura 2,65

Mercur 13,55

Metacrilat de metil 0,945

Micalex 2,75

Micanita de colector 2,5

Micanita de formare 2,1

Micanita flexibila 2,0

Minereuri de fier 3,0

Miniu 9,07

Molibden 10,2

Moloz 1,4

Mortar de ciment întarit 2,1

Motorina 1,0

Mucava 0,50

Negru de fum 0,3

Nichel 8,89

Nichelina alba 6,5

Nichelina rosie 7,6

Nitroceluloza 65 Ce 1,39

Niobiu 8,56

Nisip uscat 1,6

Nisip umed 1,8

Otel carbon 7,85

Otel (cu 15% Ni, 5% Mn) 8,03

Otel (cu 36% Ni) 8,13

Otel (cu 50% Ni) 8,19

Otel invar 8,7

Otel (cu 10,5% Co) 7,8

Otel (cu W 6%) 8,2

Parafina 0,9

Pasta de ipsos întarita 1,2

Pavele (calupuri stivite) 1,8

Pacura 1,0

Pamînt umed 1,8

Percril 1,18

Perii de carbune 1,60

Permalloy 8,59

Pertinax A 1,3

Pertinax B 1,4

Petrol lampant 0,81

Piatra ponce o,65

Piele 1

Piei pentru curele de transmisie 0,8

Pirita 2,7

Piatra bruta si bolovani 1,6

Pietris uscat 1,6

Pietris umed 1,7

Panza de bumbac lacuita 1,1

Panza bituminata 500 g/m2

Panza uleiata de matase naturala 1,1

Panza uleiata din matase artificiala, grosimea 0,2 mm 1,1

Pasla 0,4

Pasla minerala cu liant bituminos 0,25

Pasla pentru garnituri 0,36

Pasla din fire de sticla 75...100 g/m2

Placi aglomerate din placi PAL 0,85

Placi fibrolemnoase PFL 0,85

Placi nepresate din fibre de lemn 0,5

Placi presate din fibre de lemn 0,7

Placi extramoi din fibre de lemn 0,2

Placi moi din fibre de lemn 0,4

Placi semidure din fibre de lemn 0,8

Placi dure din fibre de lemn 0,9

Placi extradure din fibre de lemn 0,9

Placi bitumate din fibre de lemn 0,4

Placi de pluta expandata 0,15

Placi triplu stratificate PAL 0,65

Placi ondulate din PVC cu grosimea 1,2mm 2,0 kg/m2

Placi ondulate din PVC cu grosimea 1,7 mm 3,0 kg/m2

Placi plane presate de azbociment 2,0

Placi din beton celular autoclavizat pentru izolatii termice 0,65

Placi din azbest pentru garnituri 0,65

Placi semirigide din vata minerala 0,35

Placi ceramice, faianta 1,1

Platina 21,45

Plexigum, plexiglas 1,2

Plumb 11,34

Pluta 0,3

Pluta aglomerata în foi 0,35

Pluta expandata si aglomerata cu bitum (placi) 0,18

Pluta expandata (placi) Superex 0,15

Placi de pluta aglomerata pentru garnituri de etansare 0,31

Policlorura de vinil (26 vi) 1,38

Polistiren (17 vi) rezistent la soc PAS-1 PAS-4 1,03

Polistiren expandat 0,020

Poliamide (75 Po) 1,08

Poliuretane (U 50) 1,21

Poliuretan în elemente sandwich 0,046

Polietilena (15 vi) 0,92

Portelan tehnic 2,48

Portelan electrotehnic 2,48

Prespan 1,5

Profir 2,8

Rumegus de lemn 0,2

Sacaz 1,08

Sare de bucatarie roca 2,2

Sare de bucatarie bulgari sau macinata 1,2

Seu 0,95

Siliciu 2,4

Sienit 2,8

Silumin 2,6

Sîrma de cupru 8,9

Smirghel

Smoala 1,3

Sodiu 0,97

Spume poliuretanice flexibile 0,03

Spuma poliuretanica de înalta rezilienta 0,03

Spuma poliuretanica rigida pentru izolatii 0,035

Spuma poliutetanica rigida 0,06

Spuma poliuretanica rigida cu pielita integrala 0,6

Spuma poliuretanica semirigida integrala 0,06

Spuma rigida de polistiren 0,06

Staniu 7,3

Steclotextolit 1,75

Stibiu 6,62

Sticla de geamuri 2,5

Sticla de cuart 2,2

Sticla organica 1,2

Sticril 1,14

Samota 2,05

Selac 1,2

Tabla de alama 8,5

Tabla silicioasa E I-3,6 7,85

Talc 2,7

Textolit A 1,3

Textolit B 1,4

Trahit 2,6

Travertin 2,6

Tufuri vulcanice 1,8

Tub pertinax 1,10

Titan 4,43

Tigle 0,64

Tipirig 1,55

Titei 1,0

Ulei alb usor 0,88

Ulei de turbina Tb 19, Tb 25, Tb30, Tb 36 0,9

Ulei mineral pentru osii"tip 60" 0,935

Uleiuri minerale neaditive pentru compresoare K 40 0,926

Uleiuri minerale neaditive pentru motoare M20-50 0,9

Uleiuri pentru tratamente termice TT 25 0,897

Uleiuri hidraulice aditivate H12 ; H20 ; H30 ; H38 0,903

Vanadiu 6,0

Var hidraulic varsat 1,2

Var pasta 1,4

Var nestins în bulgari 1,0

Vata minerala 0,25

Vata minerala (placi semirigide) 0,35

Vata de sticla 0,15

Vinilen 1,4

Vopsele intermediare seria 5200 1,1

Vopsea intermediara pentru PFL seria 5220 1,4

Wolfram 19,3

Xilolit (placi) 1,6

Y- Sn 89 -Aliaj antifrictiune 7,39

Y- Sn 83 -Aliaj antifrictiune 7,6

Y- Sn 80 -Aliaj antifrictiune 7,7

Y- Pb Sn 10 -Aliaj antifrictiune 9,7

Y- Pb Sn 6 Cd -Aliaj antifrictiune 9,8

Y- Pb 98 -Aliaj antifrictiune 10,5

Y- Al Sb 5 -Aliaj antifrictiune 2,8

Y- Al Sn 6 Cu Ni -Aliaj Antifrictiune 2,9

Zgura expandata (în gramada) 1,0

Zgura 2,4

Zahar (rafinat) 1,6

Zinc laminat 7,13

TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A PIESELOR SINTERIZATE PRIN

RECUPERAREA COBALTULUI DIN DEŞEURI ŞI ALIAJE DURE

Reactia de Oxidare a Cobaltului(Coroziunea)

Reactiile de oxidare sunt transformarile suferite de alcani sub actiunea oxigenului. Acestea pot fi : oxidari incomplete sau oxidari si oxidari totale sau arderi.

a) Oxidarile sunt transformarile care conduc la produsi ce apartin altor clase de substante, ca alcoli, aldehide, acizi etc, in functie de conditile de lucru.Importanta practica prezinta oxidarile metanului.

b) Arderi. Oxidarea totala a alcanilor, numita si ardere conduce la formarea dioxidului de carbon si a apei.Astfel, arderea metanului, butanului etc se poate exprima prin urmatoarele ecuatii chimice:

CH4+2O2 CO2+2H2O+Q C4H10+13/2O2 4CO2+5H2O+QAceste reactii sunt insotite de degajarea unei cantitati corespunzatoare de caldra (Q) si stau la baza folosiri alcanilor drept combustibil. Alcani cu nr mare de atomi de carbon ard progresiv si cu viteze considerabile; termenii inferiori, gazosi sau lichizi in stare de vapori, formeaza cu oxigenul sau cu aerul amestecuri detonante, capabile sa produca explozi sub influenta unei scantei. Un exemplu il constituie detonatia metanului care se poate produce intre concentratiile limita ale acestuia in aer (5-15%). Se impune de aceea sa se ia masuri de precautie deosebite ca sa nu existe pe conducte scapari de gaza naturale ce pot provoca accidente.Descompunerea termica a alcanilor.Datorita inertiei lor chimice a alcanii prezinta o mare stabilitate termica, care poate fi incalzita pina la 300-400?C fara a suferi vreo transformare. La temperaturi mai ridicate au loc ruperi ale legaturilor covalente C-C si C-H in urma carora din moleculele mai mari, ale unor alcani superiori, rezulta molecule mai mici de hidrocarburi saturate si nesaturate.Dupa temperatura la care are loc descompunerea termica aceasta poate fi :cracare, cind t< 650?C si piroliza, cand t>650?C.

Oxidarea in chimia organica, intocmai ca si in cea anorganica, este o reactie foarte complexa, a carei principala caracteristica o constituie ireversibilitatea sa.Reactia de oxidare reprezinta procesul prin care : - se introduce oxigen intr-o molecula;

-se mareste continutul de oxigen al unei molecule; -se schimba natura unei functiuni, in sensul cresteri valentei sau se micsoreaza continutul de hidrogen In general, reactiile de oxidare decurg fie cu conservarea catenei de atomi de carbon, ca in cazulrile exemplificate mai sus, fie, adeseori, cu ruperea catenei. La reactia de oxidare pot participa substante apartinind unui mare nr de clase de compusi organici : alchene, alchine,diene,cicloalcani,cicloalchene,arene,alchilarene, alcoli, compusi carbonilici. Ca proces chimic reactia de oxidare poate decurge pe mai multe cai :

a) Oxidarea completa sau arderea substantelor organice ; se obtin oxizii elementelor componente (CO2,H2O,SO2,NO etc).

b) Oxidarea incompleta care conduce la compusi cu functiuni oxigenate (alcoli,aldehide,cetone,acizi etc).

c) Oxidarea degradativa cand, prin ruperea unor legaturi chimice,se obtin amestecuri de compusi cu nr mai mic de atomi de carbon.

d) Autooxidarea in care uni compusi intermediari ai oxidari sunt catalizatori ai procesului (autooxidarea aldehidelor, rancezirea grasimilor).

Fiecare dintre aceste procese are o important specifica, dar, pt sinteza organica, sunt importante oxidarile incomplete si cele degradative. In asemenea cazuri se folosesc anumiti agenti oxidanti si diferite conditi ede lucru determinate, mai ales, de natura produsilor de oxidare, ce urmeaza a fi obtinuti.Oxidarea substantelor organice se poate realiza, in general, in urmatoarele conditii:a) Cu oxigenul din aer, in conditi catalitice in prezenta unor oxizi (de vanadiu,

de crom, de cupru, de mangan, de cobalt etc),sau a unor metale (platina, paladiu, cupru,argint etc). Se lucreaza la temperaturi si presiuni ridicate si se are in vedere specificitatea catalizatorilor.

b) Cu oxigenul furnizat de diferiti compusi anorganici (acizi oxigenati si saruri ale metalelor in stari e oxidare superioare, ca de exemplu:

2KMnO4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+3H2O+5O K2Cr2O7+4H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+4H2O+3OSistemele din aceasta categorie sunt folosit, mai ales, la oxidarea hidrocarburilor mai reactive (alchene, alchil-arene, arene polinucleare) sau a unor compusi cu un continut oarecare de oxigen (alcolii,aldehide etc.) si ele actioneaza in cele mai multe cazuri la presiune si temperatura normala.Ca urmare acestor variate conditi de lucru, a diferentelor, uneori foarte mari dintre natura reactantilor, a deosebirilor de reactivitate chimica a compusilor ce se supun oxidari, un astfel de proces chimic, cum este oxidarea, nu se poate desfasura printrun mecanizm unic, acesta fiind in dependenta simultana de toti acesti factori.

Pigmentul de cobalt

Pigmentul de cobalt a fost cunoscut inca din antichitate dar a fost inbunatatit in secolul 19.Culoarea a fost descoperita in prima jumatate a secolului 18 de chimistul suedez Brandt. In 1777 Gahn si Wenzel au gasit aluminatul de cobalt in timpul cercetarilor asupra compusilor pe baza de cobalt.Pigmentul nu a fost comercializat pana in 1803-1804.Thenard a vazut culoarea la fabrica de portelan din Sevres.El a inceput experimentele folosind fosfatul de cobalt si oxidul de aluminiu.Pigmentul nu si-a schimbat culoarea nici dupa doua luni de testari.Producerea a inceput in Franta la 1807,si majoritatea surselor de informare l-au gasit pe Thenard ca fiind inventatorul acestui pigment.

Scopul principal al utilizarii pigmentilor a fost si a ramas slujirea nevoii omului de frumos , dar nu mai putin protejarea suprafetelor metalice impotriva coroziunii.

Structura spinel , redata prin formula AB2O4 sta la baza unei importante game de pigmenti cu o bogata paleta de nuante.Variatia raportu-lui Co2+ si Al3+

conduce in conditii bine precizate la pigmenti din seria alu-minatului de cobalt.

Pigmentii albastrii si turquoise pe baza de cobalt cu structura spineli-ca sunt utilizati , dat stabilitatii lor deosebite , precum si proprietatilor cro-matice superioare la realizarea pigmentilor de tip heteromorf.Prepararea pigmentilor anorganici termorezistenti pe baza de cobalt , se realizeaza prin procedeul pirosintezei amestecului intim al reactantilor , cel mai frecvent sub forma de pulberi ale oxizilor metalici.

SCHEMA FLUXULUI TEHNOLOGIC

1.CONTROLUL MATERILOR PRIME2.DOZARE3.OMOGENIZARE4.CALCINARE5.MACINARE6.SPALARE7.FILTRARE SAU CENTRIFUGARE8.USCARE9.DEZINTEGRARE10.CERNERE11.CONTROLUL PRODUSULUI FINIT12.AMBALAR

Sistemul CoO∙Al2O3 este reprezentativ in domeniul culorii albastre pe baza de cobalt.

Raportul molar al celor doi oxizi este prezentat in tabelul urmator:

CoO Al2O3

1.25 11 1

0.75 10.5 1

Pe baza calculelor s-a determinat cantitatiile in grame ale celor doi oxizi pentru un amestec de 100 grame.La fiecare din cele 4 retete s-a adaugat o cantitate de 4 grame.Rezultatele se gasesc in tabelul urmator:

CoO Al2O3 NaCl47.89 52.11 442.37 57.63 435.54 63.46 426.88 73.12 4

Pentru prepararea pigmentului in laborator sa lucrat cu o reteta care contine 30 g amestec de oxizi.Pentru aceasta reteta valorile in grame ale celor doi oxizi se gasesc in urmatorul tabel :

In

aceasta reteta in locul CoO s-a folosit (CH3COO)2Co ca substanta aducatoare de CoO, iar in locul Al2O3 s-a folosit Al(OH)3 ca substanta aduca –toare de Al2O3.Valorile pentru cele doua substante exprimat in g se gaseste in talelul urmator:

Dupa calcularea cantitatilor , s-a trecut la cantarirea celor doua substa-nte.Dupa cantarire s-au omogenizat cele doua substante folosindu-se apa distilata.Dupa omogenizarea celor 4 amestecuri de substante,acestea au fost introduce in etuva pentru uscare.

In continuare s-a trecut la pastilarea amestecurilor din cele doua substante,si s-au introdus in cuptor in vederea arderii acestora. Primele pastile s-au ars la temperature de 9000C.Dupa ce s-au tinut la acest palier timp de o ora,s-au scos din cuptor si s-au racit brusc in apa distilata. In continuare probele s-au decantat si au fost introduce in etuva pentru uscare. Dupa ce s-au uscat s-a trecut la maruntirea

CoO Al2O3 NaCl14.367 15.633 1.212.711 17.289 1.210.662 19.338 1.28.064 21.936 1.2

(CH3COO)2Co Al(OH)3 NaCl47.698 45.524 1.242.200 50.346 1.235.397 56.313 1.226.772 63.878 1.2

lor prin mojarare dupa care au fost introduce in plicuri numerotate cu numarul si temperatura la care au fost arse.Celalalte probe s-au ars la 10000C respectiv 11000C.Si acestea au fost supuse la aceleasi operatii ca si cele arse la 9000C.

Testarea pigmentului asfel obtinut , s-a facut in doua etape:1. Analiza spectrala si trasarea graficului reflectantei acestuia;2. Testarea acestuia intr-un email.

1.S-a analizat pigmentul din proba 4A,care s-a introdus intr-un refractometru RX si pe baza rezultatelor s-a trasat graficul reflectantei.

Valorile reflectantei se gasesc in tabelul urmator:

Λ[nm] R[%] Λ[nm] R[%]360 40 540 9370 43 550 8380 45 560 7390 46 570 6400 48 580 5410 53.5 590 6420 58 600 5430 61 610 3.5440 60 620 0450 58 630 3460 55 640 11470 50 650 15480 46 660 24490 48 670 37.5500 40 680 57510 28 690 78520 18 700 95530 12 710 100

Graficul reflectantei se gaseste in figura de pe pagina urmatoare.

2.Reteta pentru barbotina email pentru acoperire:

FRITA STC 2001 100gARGILA(CAOLIN) 6gBORAX 0.3gNaNO2 0.3gKCl 0.2gPIGMENT 6gAPA 44ml

Pentru prepararea barbotinei s-a folosit reteta impartita la 3.33 .Substantele au fost fin mojarate si au fost introduce in moara cu bile timp de

30 minute pentru omogenizare.Dupa omogenizare barbotina a fost aplicata pe doua placute si introduse in cuptor timp de 3 min. la o temperature de 8000C .

Vase din Cobalt

Cobalt MattHeight=12,5" Width=10"

Click for large image

CordobaHeight=6" Width=4"

Click for large image

CordobaHeight=15" Width=12"

Click for large imageCordobaHeight=5" Width=5"

Click for large image

CordobaHeight=7" Width=8"

Click for large image

CordobaHeight=5" Width=3"

Click for large image

Powered by http://www.referat.ro/cel mai complet site cu referate