سولفات کبالت آبدار نمکی سمی و فلزی است كه كاربردهای وسيعی در صنايع گوناگون دارد. در اين محتوا به معرفی سولفات كبالت آبدار، كاربردها و بررسی مزايا و معايب سولفات كبالت آبدار خواهیم پرداخت.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
معرفی سولفات كبالت آبدار
سولفات کبالت (II) که به آن سولفات كبالت آبدار نیزمی گویند، یک نمک سمی و فلزی است. این ماده ترکیب معدنی است که فرمول شیمیایی آن CoSO4(H2O)x می باشد. این ترکیب سولفاتی از کبالت (حالت اکسیداسیون +2) و سولفات به نسبت 1:1 تشکیل می شود. هیدراتهای آن هپتا هیدرات، هگزا هیدرات و مونوهیدرات هستند. این ماده با واکنش اکسید کبالت نامحلول (II) با اسید سولفوریک رقیق ساخته می شود.
خواص و ویژگیهای سولفات كبالت آبدار
سولفات كبالت آبدار ماده جامد مرطوب بی بو، صورتی و رزی رنگ با ساختار کریستالی مونوکلینیک است. اين ماده پس از دست دادن آب در ساختارش، به پودر قرمز رنگ تبدیل می شود. اين ماده با آب مخلوط و به آرامی در آب جوش حل می شود. این تركيب در آمونیاک نامحلول و در متانول محلول و در اتانول كمی محلول است. در دمای 250 درجه سانتیگراد بی آب می شود. با حرارت دادن به دمای 735 درجه سانتیگراد، تجزیه می گردد و بخارهای سمی اکسیدهای گوگرد از آن تولید می شود. اين ماده غیرقابل اشتعال است و از آنجایی سولفات كبالت آبدار، تعداد فرد الکترون دارد، نمکهای آن خاصيت پارامغناطیس سمی دارند.
کاربردهای سولفات كبالت آبدار
سولفات کبالت در ترکیب آلیاژهای متعدد مورد استفاده در صنایع الکتریکی، هوانوردی و خودروسازی (با کروم، نیکل، مولیبدن، بریلیم، آلومینیوم یا مس)، یا آلیاژهای بسیار سخت برای برش سریع (با کروم، مولیبدن یا تنگستن) و آبکاری استفاده می شود.
سولفات کبالت هیدراته (II) در ساخت رنگدانه ها
این محصول در ساخت رنگدانه های شيشه، سرامیک و لعاب، رنگدانه ها در صنعت رنگ و لاک، خشک کن رنگ و جوهر، در رنگدانه های شیشه و چينی استفاده می شود. در توليد رنگهای مختلف با افزودن سولفات كبالت آبدار، عملکرد رنگ بهبود می يابد. به ویژه در رنگ بعنوان خشک کننده؛ یعنی در استفاده از رنگهایی که به سرعت خشک می شوند، به منظور افزایش کارایی رنگ، كاربرد وسيع دارد. در رنگدانه های لعابی و سرامیکی پس از افزودن كبالت به مواد لعابی، مقاومت در برابر خوردگی و سایش را می توان بهبود بخشید. در انواع مصالح ساختمانی و سرامیکها، اکسید کبالت به رنگدانه آبی یا لعاب پوشش داده می شود تا محصولات سرامیکی، پس از کلسینه کردن، با رنگ روشن هنری تری به بازار عرضه می شوند.
تهيه نمکهای مختلف کبالت
سولفات كبالت آبدار در تهیه نمکهای مختلف کبالت استفاده می شود. فولاد آلیاژی با استحکام بالا اکسید کبالت را به محلول کبالت اسیدی تبدیل می كند. از اين ماده می توان برای تولید نمکهای کبالت مانند COC2، CoS04، CO3 و CoC204 به صورت شیمیایی اشاره كرد.
سولفات كبالت آبدار در باتریهای ذخیره سازی
ترکیبات کبالت، مانند پودر کبالت و پودر اکسید کبالت هدایت پروتون Ni(OH)2 را بهبود می بخشند. همچنين پتانسیل اکسیداسیون را کاهش می دهند و پتانسیل تکميل اکسیژن را افزایش می دهند. در مرحله اولیه شارژ، الکترود را می توان به طور کامل شارژ کرد و Ni(OH)2 را می توان به طور کامل به Niooh تبدیل کرد. در همان زمان، اکسیژن را می توان کنترل کرد و راندمان شارژ را بهبود داد و ظرفیت الکترود را می توان افزایش داد.
سولفات كبالت آبدار در صنعت كشاورزی
از سولفات كبالت آبدار به عنوان داروی دامپزشکی برای پیشگیری و درمان کمبود کبالت در نشخوارکنندگان استفاده می شود. همچنین از این ترکیب شیمیایی به عنوان کاتالیزور در کودهای کشاورزی و به عنوان افزودنی خاک در صنعت کود و کشاورزی نيز بهره می برند.
دیگر كاربردهای سولفات کبالت آبدار
سولفات كبالت آبدار در آبکاری الکتریکی، برای ساخت کاربید سیمانی، فلزات نسوز، در شیمی برای جذب آمونیاک، در صنعت داروسازی برای تولید ویتامین B12 و در تهیه کاتالیزورها و به عنوان یک کاتالیزور در شیمی آلی استفاده می شود. محصولات کبالت به عنوان کاتالیزور سابقه مصرف طولانی در صنعت پالایش نفت دارند. اين ماده نقش مهمی در ترویج توسعه پالایش نفت دارند. بعلاوه حضور آن برای تسریع در پالایش نفت ضرروی می باشد. بطوریکه استفاده از کاتالیزور اکسید کبالت در سالهای اخیر یک جایگاه مهم در صنعت نفت پیدا کرده است.
مزايای سولفات کبالت آبدار
مزايای مهم سولفات كبالت آبدار تطبيق پذيری و كاربرد آن در بسياری از صنايع است. همانطور كه گفتیم سولفات كبالت آبدار كاربرد وسيعی در صنايع گوناگون دارد. مقرون به صرفه بودن آن از ديگر مزايای استفاده از سولفات كبالت آبدار است. غیرقابل اشتعال بودن سولفات كبالت، نگهداری آن را آسان می كند. با اين وجود سر و كار داشتن با اين ماده نيازمند اعمال مراقبت و مقررات خاص است.
معايب سولفات کبالت آبدار
سولفات كبالت آبدار در برابر گرما تجزیه می شود و به ماده سمی و خطرناک تبديل می گردد. با تجزیه شدن، گازهای سمی اکسید کبالت و گوگرد از آن منتشر می شود. استشمام اين گازهای سمی، منجر به تحريک ريه و کمبود اکسیژن، عطسه، سرفه، سردرد و حالت تهوع می شود. تماس مزمن و شديد با بخارات اين ماده، قلب، ریه و اندامهای داخلی بدن آسیب می زند. مهمترين معايب اين ترکیب شیمیایی اين است كه سولفات كبالت از راه پوست به دستگاه گردش خون وارد می شود، منجر به سرطان می شود.
سوالات متداول سولفات کبالت آبدار چیست؟
1- نامهای دیگر سولفات كبالت آبدار چيست؟
نامهای دیگر اين ماده معدنی، سولفات کبالت (II)، کبالتوس سولفات و کبالت مونو سولفات و زاج سرخ است.
2- منابع طبيعی قرارگیری در معرض کبالت چيست؟
منابع اصلی قرار گیری در معرض کبالت به طور طبیعی خاک، گرد و غبار ناشی از باد، فورانهای آتشفشانی و آتش سوزی جنگلها هستند.
3- كاربردهای سولفات كبالت در صنعت كشاورزی چيست؟
از سولفات كبالت كود كشاورزی تهيه می شود. اين كود برای فرآیندهای رشد ساقه، طویل شدن کولئوپتیلها يا ساقه گياه، گسترش برگ گياهان و رشد سالم جوانه ضروری است. به خصوص مصرف اين كود در حبوبات مهم است.
4- منابع انسانی قرارگیری در معرض کبالت چيست؟
منابع انسانی قرارگیری در معرض کبالت، دودهای حاصل از نیروگاه های حرارتی و زباله سوز، اگزوز از وسایل نقلیه موتورهای حرارتی، فعالیتهای صنعتی مرتبط با فرآیندهای استخراج و تولید سنگ معدن کبالت و ترکیبات آن می باشد.
5- سولفات كبالت آبدار چگونه تهيه می شود؟
سولفات كبالت آبدار را می توان با اثر اسید سولفوریک آبی بر روی اکسید کبالتوس تهیه کرد. همچنین می توان آن را از برهم کنش کبالت فلزی، هیدروکسید یا کربنات آن با اسید سولفوریک آبی تهیه کرد. اگر رطوبت در دمای اتاق زیر 70 درصد باشد، هپتا هیدرات به هگزا هیدرات تدیل می شود.
