Tavainimesel, keda keemia ja meditsiiniga ei seostata, on reeglina ähmane ettekujutus koob alti tähtsusest tema elule ja tervisele. Teine põhjus, miks meil on raske seletada, mis koob alt on, on selle napp levik looduses. Ainult 0,004% - see on selle sisaldus maapõues. Metalli ja selle ühendeid kasutatakse aga aktiivselt metallurgias, põllumajanduses ja meditsiinis. Oma artiklis laiendame oma arusaama koob alti rollist tööstuses ning peatume selle funktsioonidel inimkehas.
Elemendi koht perioodilisuse tabelis
Millise koha hõivab koob alt perioodilisuse süsteemis? Keemiliste elementide, sealhulgas kaalutava metalli omadused sõltuvad nende asukohast D. I. Mendelejevi tabelis. See asub VIII b rühmas (tabeli lühikeses vormis - VIII rühma raudtriaadis). Nagu raud ja nikkel, on selle aatomis viimasel energiatasemelkaks elektroni, mis näitab metalli kuulumist d-elementide hulka ja määrab selle peamised omadused. Metallil on kaks valentsi - II ja III. Seda iseloomustab ka allotroopia nähtus, metalli modifikatsioonid võivad olla kuup- või kuusnurkse struktuuriga.
Mis on koob alt?
Millised on elemendi füüsikalised omadused? Välimuselt on see kõrge kõvaduse ja magnetiliste omadustega metall. Hõbedane läige, tempermalmistavus ja termiline stabiilsus on mõned elemendi füüsikalised omadused, mis on omased ka kahele teisele perioodilise süsteemi naabrile – niklile ja rauale. Tavatemperatuuril ei mõjuta koob altit ei hapnik ega vesi. Selle ühendeid, nagu sm alt, on pikka aega tuntud ainetena, mida kasutatakse sinise vitraažide ja värvilise keraamika valmistamiseks.
Koob alt on tüüpiline metall, mis on keemiliste omaduste poolest sarnane rauaga. Millised on selle oksiidide, aluste ja soolade omadused?
Kahe- ja kolmevalentse koob alti ühendid
Komplekssoolade moodustamise võime on Co (III) aatomite peamine eristav tunnus. Need ained on ebastabiilsed, nendes sisalduva koob alti koordinatsiooniarv on alati võrdne kuuega. Neil on kõrge oksüdatsioonivõime. Keskmised soolad, nt CoCL3 või Co2(SO4)3 muunduvad kergesti sooladeks, milles koob alt on juba kahevalentne metall. Selle veevabad ühendid on sinist värvi ning kristalsed hüdraadid ja lahused -roosa. Erinev alt teistest alustest ei moodusta kolmevalentne koob althüdroksiid vesinikkloriidhappega suhtlemisel soola ja vett, vaid vabastab sellest vaba kloori. Kahevalentse metalli alus sinise sademe kujul saadakse vastava soola otsesel reaktsioonil leelisega. Kirjeldame koob alti omadusi, mis on osa metallide tahketest lahustest üksteises – sulamitest.
See annab materjalile erakordsed tehnilised parameetrid – vastupidavus kõrgele temperatuurile, kõvadus, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus. Koob altit sisaldavaid sulameid kasutatakse kaitsetööstuses, raketiteaduses ja suletud ahela keemias. Tööriistaklasside terase, magnetiliste omadustega materjalide tootmisel kasutatakse legeeriva lisandina ka koob altit. Nende rauasulamite omadused erinevad suuresti tavapärastest ainult kroomi või niklit sisaldavatest roostevabast terasest.
Koob alti kasutamine tehnikas
Umbes kolmandik kogu maailmas toodetud metallist läheb metallkeraamika – tehiskomposiitmaterjalide – tootmiseks. Volframkarbiid toimib neis kindla alusena ning koob alt toimib siduva ja fikseeriva komponendina. See on ka strateegiline tooraine mootoriturbiinide tootmiseks lennukitööstuses.
Puhtal kujul metalli praktiliselt ei kasutata, kuid koob alti kasutamine segus teiste elementidega (raud, vask, volfram ja kroom) on lai alt levinud erinevatestööstusharud. Kuni 60% koob altit sisaldavat stelliitsulamit iseloomustab kõrgendatud kuumakindlus ja kõvadus, see on asendamatu materjal lõikurite ja puuride valmistamisel tööriistade tootmisel. Legeerelemendid, nagu volfram ja molübdeen, suurendavad selle jõudlust. Vitaliumi sulam, millel on kõrge vastupidavus plastilisele deformatsioonile, sisaldab ka koob altit. Ühendi omaduste tunnus on järgmine: kuumakindel ja happekindel, seda kasutatakse keemiaseadmete valmistamisel: sünteesikolonnid, destillatsiooniaparaat. Sulamite roll erinevat tüüpi korrosiooni tõrjumisel on suur, näiteks stelliidist valmistatud osad ja mehhanismid takistavad sisepõlemismootorite mehaaniliste pindade võnkumise ja hõõrdumise käigus hävimist.
Koob alti saamise meetodid
Erinevad majandussektorid nõuavad koob altit sisaldavate materjalide kasutamist. See aitab kaasa maakide ja mineraalide, nimelt koob alti vürtside ja läike, kaevandamise suurenemisele. Nende kivimite koostis sisaldab ka arseeni, mis sunnib metalli sulatamise protsessides kasutama kõrgendatud ohutusmeetmeid. Peamine koob alti saamise meetod on pürometallurgia, samuti kasutatakse maagi töötlemise meetodit sulfaathappega. Kõige lootustandvamad on silikaatoksiidmaakide, püriidi ja pentlandiidi maardlad Hiinas, Venemaal (Koola poolsaarel, Tuva Vabariigis ja Krasnojarski territooriumil), aga ka Kanadas.
Metalli kasutamine põllumajanduses jaravim
Mikroelemendi koob alti teatud olulised omadused aitavad kaasa selle kasutamisele näiteks taimekasvatuses taimede vegetatiivse massi suurendamiseks. Lutsernis, lupiinis, ristikus ja teistes väärtuslikes liblikõieliste sugukonna söödakõrrelistes sisaldub see lämmastiku sidumise ensümaatilistes reaktsioonides, mis toimuvad mügarbakterite abil. Mikroelemendi puudus väljendub selliste sümptomitena nagu lehelabade värvimuutus ja nende fotosünteesivõime kadumine, kasvuprotsesside aeglustumine ja kogu taime arengutsükli katkemine. Koob alti liigne sisaldus on võimalik mikroväetiste kasutuselevõtu normide rikkumise tõttu. Kuna selle ühendid on vees hästi lahustuvad, sisenevad nad kohe ksüleemi ja juhtivate elementide (veresoonte-kiuliste kimpude) kaudu lehtede mesofülli, põhjustades nende värvimuutust ja närbumist. Liigse mikroelemendi suhtes on kõige tundlikumad teraviljad: kaer, oder, riis.
Biokeemia koob altiühendite rolli kohta
Bioloogia haru, mis uurib elusainet molekulaarsel ja rakulisel tasandil, on kindlaks teinud selle keemilise elemendi olulise funktsiooni. See on osa bioloogiliselt aktiivsete ainete - ensüümide ja hormoonide - mittevalgulisest osast. Näiteks inimorganismis leiduv koob alt leidub türoksiini molekulides, mida toodab kilpnääre ja kontrollib ainevahetusprotsesse. Teine oluline hormoon, mis reguleerib vere glükoosisisaldust, on insuliin. Seda eritavad kõhunäärme Langerhansi saarekeste β-rakud ja sisaldab ka koob altiühendeid. Ebapiisav pakkumineelementi inimese rakkudes ja elundites täheldatakse üleminekul segatoitumiselt taimetoitlusele koos helmintiliste invasioonide ja seedesüsteemi haigustega. Nagu näete, on koob alt mikroelement, mis mõjutab tõsiselt homöostaasi taset inimkehas.
Keemilise elemendi tähtsus ainevahetuses
Punase luuüdi poolt läbiviidav vereloome toimub koob altit sisaldavate ainete – vastavate ensüümide aktivaatorite – osalusel. Üks peamisi B-vitamiine - tsüanokobolamiin (B12), osaledes vereloomeorganites punaste vereliblede moodustumisel, kaitseb keha aneemia eest. Õige ja tasakaalustatud toitumine, mis sisaldab maksa, veiseliha, mereande, kuivatatud aprikoose, peeti, tagab inimkehas vajaliku koob altisisalduse (umbes 40 mg päevas) ning kaitseb seda immuun-, kardiovaskulaar- ja endokriinsüsteemi haiguste eest.
