GRUPO 9 GRUPO DO COBALTO. OCORRÊNCIA,OBTENÇÃO E APLICAÇÕES n Esses elementos têm número atômico ímpar e são pouco abundantes na crosta terrestre. O Co.

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1 GRUPO 9 GRUPO DO COBALTO

2 OCORRÊNCIA,OBTENÇÃO E APLICAÇÕES n Esses elementos têm número atômico ímpar e são pouco abundantes na crosta terrestre. O Co ocorre na proporção de cerca de 23 ppm em peso, enquanto o Rh e o Ir são extremamente raros. n Existem muitos minérios contendo cobalto. Os minérios economicamente importantes são a cobaltita, CoAsS, a esmaltita, CoAs 2, e a linneíta, Co 3 S 4. Estão sempre associadas com minérios de Ni,, frequentemente com minérios de Cu e as vezes com minérios de Pb. Co é obtido como subproduto dos processos de extração de outros metais.

3 COBALTO n O minério é calcinado para ser convertido numa mistura de óxidos denominado “speisses”. As 4 O 10 e SO 2 são liberados como gases e são subprodutos valiosos. O sólido é, então, tratado com ácido sulfúrico de modo a dissolver os óxidos de Fe, feqüentemente presente como impureza, de Co e de Ni, podendo assim ser separado do Cu ou Pb. Em seguida, a cal é adicionadaà solução para precipitar íons Fe +3 como o óxido hidratado, Fe 2 O 3. (H 2 O) n. A seguir o NaClO é adicionado de modo a precipitar o Co(OH) 3. O hidróxido é calcinado e convertido em Co 3 O 4 que é posteriormente reduzido a Co metálico por aquecimento com H 2 ou carvão. n O Co forma importantes ligas de alta temperatura com o aço.

4 n Essas ligas são usadas na confecção de turbinas a jato e na obtenção de aços rápidos usados na fabricação de ferramentas de corte. Altas velocidades podem ser utilizadas nas operações de corte, pois as ferramentas conservam sua dureza e fio mesma quando aquecidas ao rubro. É possível se obter ligas excepcionalmente duras a estelita (50% de Co, 27% de Cr, 12% de W, 5%de Fe e 2,5% de C), e o metal vídia (WC com 10% de Co), que podem substituir o diamante em brocas para escavar rochas. n Um terço do Co obtido é empregado na fabricação de pigmento para indústrias de cerâmica, vidro e tintas. Historicamente o óxido de Co tem sido usado como pigmento azul na indústria de cerâmica, além de ser usado na fabricação de vidro azul. Atualmente, é muito usado para mascarar a cor amarela do Fe e obter a cor branca.

5 n O Co metãlico é ferromagnético como o Fe e o Ni. Um quinto da produção de Co se destina à obtenção de ligas magnéticas, como “ALNICO” (que contém Al,Ni e Co) É possível preparar poderosos ímãs permanentes, 20 a 30 vezes mais fortes que os imãs de Fe, utilizando essa liga. n Pequenas quantidades de sais de Co dos ácidos graxos do óleo de linhaça e do ácido naftênico são usados como “secantes”, pzara acelerar a secagem de tintas a óleo. n O elemento Co é um constituinte essencial do solo fértil e está presente em algumas enzimas e na Vitamina B 12. n O isótopo artificial Co 60 é radioativo, e sofre decaimento  (meia-vida de 5,2 anos). Ao mesmo tempo libera grande quantidade de radiação .

6 n O Co 60 é usado no tratamento radioterápico de tumores cancerígenos. O Co 60 é preparado irradiando-se com nêutrons o único isótopo natural de Co 59, num reator nuclear. RÓDIO E IRÍDIO n Quantidades de traços de Rh e de Ir são encontrados nos estado metálico, associados com os metais do grupo da platina e os metais moeda nos minérios NiS/CuS extraídos na África do Sul, Canadá... n Rh e Ir são obtidos a partir do lodo anódico que se depositano processo do refino eletrolítico do Ni. Esse lodo contém uma mistura dos metais do grupo da Pt, além de Ag e Au. Os elementos Pd,Pt, Ag e Au se dissolvem em água-régia e o resíduo contém Ru, Os, Rh e Ir.

7 n Depois de um processo de separação complicado, Rh e Ir são obtidos na forma de pó. Seus pontos de fusão são muito elevados, de modo que técnicas de metalurgia de pó (o pó moldado nas formas desejadas, e depois sinterizado, são utilizados para fabricar componentes metálicos. Esses elementos são tão raros quanto caros, e têm um número limkitado de aplicações especializadas. n O Rh é um catalisador importante no controle dos gases de escape de veículos automotores. n Complexos de Rh com fosfina são usados como catalisadoresem reações de hidrogenação. n O Ir é utilizado na preparação de ligas muito duras, usadas na confecção de eixos para certos instrumentos. Uma liga Pt/Ir é usada como eletrodo das velas de ignição de longa vida útil.

8 ESTADOS DE OXIDAÇÃO n Os estados de oxidação (+II) e (+III) são de longe os mais importes para o Co. O íon Co +2 e o íon hidratado [Co(H 2 O) 6 ] +2 podem ser encontrados em muitos compostos simples, sendo o íon hidratado estável em água. Em compostos mais simples contendo Co (+III) são oxidantes e relativamente instáveis. Contudo, os complexos de Co(+III) são instáveis e muito numerosos. n Os estados mais estáveis para os demais elementos do grupo são Rh (+III). Ir (+III) e Ir(+IV). Compostos iônicos simples desses elementos são pouco comuns.

9 PROPRIEDADES GERAIS n O Co se assemelha ao Fe e é muito ressitente. É mais duro e apresenta maior resistência à tração que o aço. O Co tem aspecto branco azulado brilhante. É ferromagnético como o Fe, mas quando aquecido acima de 1000 ºC converte-se numa forma não- magnética. n O Co é relativamente inerte e não reage com H 2 O, H 2 ou N 2, mas reage com vapor d’água formando CoO, É oxidado quando aquecido ao ar e queima emitindo luz branca formando Co 3 O 4. Co se dissolve lentamente em ácidos diluídos, mas como o Fe, torna-se passivo, quando tratado com HNO 3 concentrado. Co reage facilmente com os halogênios e, a temperaturas elevadas, também reage com S,C,P,Sb e Sn.

10 n Rh e Ir também são metais duros. São muito mais nobres e inertes. O Ir é o mais DENSO de todos os elementos (d= 22,61 g.cm -3 ) n Rh e Ir são resistentes aos ácidos, mas reagem com O 2 e halogênios a latas temperaturas. n Os três elementos formam um grande número de compostos de coordenação.

11 COMPOSTOS COM ESTADOS DE OXIDAÇÃO INFERIORES n Os elementos nos estados de oxidação (-I) e (o) ocorrem em alguns poucos compostoscom ligantes  receptores, tais como CO, PF 3, NO e CN -. O elemento no estado (-I) é encontrado nos complexos tetraédricos [Co(CO) 4 -.... n O elemento no estado de oxidação zero ocorre no Co 2 (CO) 8. n Os complexos Co 4 (CO) 12, Rh 4 (CO) 12 e Ir 4 (CO) 12 possuem e ligações M-M e contêm um cluster contituído por quatro átomos do metal.Os grupos CO podem ser aplicais ou terminais ou estatrem ligados em ponte. Há pequenas diferenças entre os compostos dos diferentes metais. Os compostos de Co e Rh possuem três moléculas de CO em ponte, mas o composto de Ir não apresenta nenhuma.

12 COMPOSTOS DOS ELEMENTOS NO ESTADO DE OXIDAÇÃO (+II) n O estado de oxidação (+II) é o mais importante para os compostos simples do Co (embora o estado +III seja o mais importante em complexos). n Rh(+II) e Ir (+II) tem apenas importância secundária. n Uma grande variedade de compostos de Co(+II) é conhecida, inclusive CoO, Co(OH) 2, CoS e sais dos ácidos comuns, como CoCl 2, CoBr 2...... n Todos os sais hidratados são róseos ou vermelhos, e contêm o íon hexahidratado [Co(H 2 O) 6 ] +2. A maioria dos compostos de Co(+II) são solúveis em água, exceto o carbonato. n Se NaOH for adicionado a uma solução contendo Co +2, obtém-se inicialmente Co(OH) 2 como um precipitado azul, tornando-se rosa pálido.

13 n O hidróxido de Co é tipicamente b´sico, mas tem algum caráter anfótero., visto que se dissolve em soluções concentradas de NaOH formando uma solução azul. n O CoO é verde-oliva é é formado quando Co(OH) 2 ou muitos sais de Co (+II), como CoCO 3, são aquecidos na ausência de ar. n Caso CoO seja fundido junto com SiO 2 e K 2 CO 3, forma-se um vidro azul de silicato de potássio e cobalto(II). n No laboratório, o vidro de cobalto é usado para examinar a chama do potássio na presença de sódio no teste de chama. O vidro azul absorve a intensa cor amarela da chama do sódio, permitindo a visualização da chama violeta do potássio.

14 n CoCl 2 é usado para indicar a presença de água, tanto no “papel de cloreto de cobalto” como na forma de indicador adicionado ao agente dessecante “sílica-gel”. CoCl 2 hidratado - CoCl 2.6H 2 O tem coloração rosa e é constituído por íons octaédricos [Co(H 2 O) 6 ] +2. Se o composto for parcialmente desidratado por aquecimento o íon tetraédrico de cor azul é formado. A adição de água produz a reação inversa. Assim, quando o indicador na sílica-gel tiver coloração azul, o agente dessecante está ativo, mas deve ser substituído quando a coloração for rosa. n [Co(H 2 O) 6 ] +2 [Co(H 2 O) 4 +2 + 2 H 2 O rosa azul

15 COMPOSTOS DOS ELEMENTOS NO ESTADO DE OXIDAÇÃO (+III) n O estado de oxidação (+III) é o mais comum para os três metais do grupo, particularmente em complexos. O íon Co(+III) ocorre em poucos compostos simples. n São compostos azuis, fortemente oxidantes, contendo o íon hexahidratado (+III). n Co 2 O 3 não é conhecido, o CoF 3 é um sólido castanho claro, obtido pela reação do CoF 2 com F 2. Ele é rapidamente hidrolisado pela água. É usado como um forte agente de fluoração. n O óxido Co 3 O 4 é preto e formado pelo aquecimento do metal ao ar, a 500ºC. n O íon Co(+III) forma mais complexos que qualquer outro elemento.

16 COMPLEXOS DO Co (+III) n [Co(NH 3 ) 6 ] +3 ; [Co(NH 3 ) 5 (H 2 O)] +3 rosa..... n Praticamente todos os complexos do Co(+III) possuem seis ligantes dispostos num arranjo octaédrico. O metal tem configuração d 6 e a maioria dos ligantes é suficientemente forte para provocar o emparelhamento dos elétrons. n A vitamina B 12 é um importante complexo do cobalto Ela foi isoladado fígado, depois de se descobrir que a ingestão de grandes quantidades de fígado cru constitui um tratamento eficiente para a anemia perniciosa. n Hoje injeções são usadas para corrigir a deficiência desta vitamina.

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