钴(Co)

钴(Co)

人类利用钴化合物的历史非常悠久。早在5000年以前，古埃及人就已知道蓝色的钴玻璃、珐琅和颜料，例如在法老王杜坦哈门(tutankhamen)的坟墓中就找到了蓝色钴玻璃的碎片。在公元前2250年的伊朗玻璃珠中发现了蓝色的钴化合物，古希腊人和古罗马人也很早用它制造有色玻璃，使之生成美丽的深蓝色，我国唐代彩色瓷器上的蓝色也是用钴化合物着色的。

大约在16世纪，撒克逊的矿工在德国的银矿山上发现了一种蓝色矿石(即辉钴矿CoAsS)。这种矿石与铜相似，遇酸变为深蓝色溶液，但不能用通常的方法冶炼，而且熔炼时会产生很毒的烟雾(As4O6)。因此矿工们认为这是地里的妖精为了迷惑人们施展的妖法，称这种矿石为“精灵”(Kobald)，此词来源于古老的日耳曼神话，在希腊语中意为“淘气的人”(Kobalos)，英语中的koblin(意为“妖魔”)也源于此。1735年，瑞典化学家布朗特(G.Brandt)明确指出辉钴矿的蓝色是由于有新元素钴存在，他将其认为是一种半金属，并还原钴矿得到了金属钴的熔块。该熔块为灰色，与铁相似具有磁性，可拉成丝或制成薄片。布朗特沿用过去矿工们的说法将新元素命名为Cobalt(钴)，意为“精灵”，德文中就称作Kobalt。

钴分布较广，在地壳中的丰度为29ppm，但在第一过渡序列中除钪外比其他元素均少见。钴的矿石极为丰富，大约有200种之多，比较重要的是砷化物和硫化物，如砷钴矿(CoAs2)、辉钴矿(CoAsS)、硫钴矿(Co2S4)，主要产地是非洲大陆和加拿大。这些矿石常与镍、铜、铅矿伴生，工业上常作为这些金属的副产物进行提取，一般先将矿石焙烧，用酸溶解，除去其他金属后用次氯酸钠沉淀出氢氧化钴，加热分解后用焦炭还原即可。

钴与铁、镍一样是良好的铁磁体，大约20%的钴用来制造磁合金。如我们常见的永久磁铁便是由15%钴、5-9%铬、1%钨和碳组成。有名的“铝镍钴磁钢”(Alnico)，磁性比普通钢铁磁铁高25倍，常用作永久磁铁。某些铂钴合金也具有很强的磁性。钴的另一个重要用途是为陶瓷工业和颜料工业生产化学药品。含钴的蓝色颜料常用作涂料和墨水的重要成份。在陶瓷工业中，钴化合物不仅可以提供蓝色，更重要的是它可以通过抵销由于铁杂质的存在产生的黄色调而提供白色调。无色玻璃中加入钴化合物制成的深蓝色玻璃，可很好的挡住紫外线，因此电焊工人、炼钢工人工作时常带这种钴眼镜保护眼睛。在焰色反应分析金属组成时，常用含钴的蓝色玻璃片滤去钠离子产生的黄光来进一步鉴定其他金属成份(如钾等)。

过渡金属一般都具有催化性能，钴也不例外。钴的化合物常被用来促进氧化作用并因此用于油基涂料的催干。在一系列的有机反应中钴化合物是重要的催化剂，主要用于加氢甲酰化应(OXO)、加氢及脱氢反应。

钴的另一重要用途是在切削工具中作碳化钨的粘结剂。碳化钨开始以粉末形式存在，为使其变成适合于作刀头的块状，需将其与大约10%的粉末状钴混合，然后在氢气保护下在1400—1500℃烧结成合金(含钴5—15%、钨78—88%、碳5—6%)，又称作“超硬合金”。由35%钴、35%铬、15%钨、13%铁、2%碳组成的“钨铬钴合金”，是制造高速切削工具、钻头的著名硬质合金。

钴还用于农业和医疗。钴60是钴的重要放射性同位素，因此它可用于放射治疗，也可用于农业，在育种时对种子进行放射，导致基因突变，得到新一代的有一定特异性的种子。

钴是生物体内重要的微量元素，维生素B12就是钴的有机化合物，用来治疗恶性贫血、气喘、脊髓病等。羊的饲料中缺钴时会引起严重的脱毛症，但若在饲料中加入微量的钴(每昼夜一毫克)即可治愈。