கோபால்ட்

கோபால்ட்
27Co
- ↑ Co ↓ Rh தனிம அட்டவணை இரும்பு ← கோபால்ட் → நிக்கல்
தோற்றம்
கடினமான பளபளக்கும் சாம்பல் நிற மாழை
பொதுப் பண்புகள்
பெயர், குறியீடு, எண்	கோபால்ட், Co, 27
உச்சரிப்பு	/ˈkoʊbɒlt/ KOH-bolt
தனிம வகை	பிறழ்வரிசை மாழை
நெடுங்குழு, கிடை வரிசை, குழு	9, 4, d
நியம அணு நிறை (அணுத்திணிவு)	58.933195(5)
எதிர்மின்னி அமைப்பு	[Ar] 4s2 3d7 2, 8, 15, 2
இயற்பியற் பண்புகள்
நிறம்	உலோக சாம்பல்
நிலை	திண்மம்
அடர்த்தி (அறை வெ.நி அருகில்)	8.90 g·cm−3
திரவத்தின் அடர்த்தி உ.நி.யில்	7.75 g·cm−3
உருகுநிலை	1768 K, 1495 °C, 2723 °F
கொதிநிலை	3200 K, 2927 °C, 5301 °F
உருகலின் வெப்ப ஆற்றல்	16.06 kJ·mol−1
வளிமமாக்கலின் வெப்ப ஆற்றல்	377 kJ·mol−1
வெப்பக் கொண்மை	24.81 J·mol−1·K−1
ஆவி அழுத்தம்
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1790 1960 2165 2423 2755 3198
அணுப் பண்புகள்
ஒக்சியேற்ற நிலைகள்	5, 4, 3, 2, 1, -1 (ஈரியல்பு ஒக்சைட்டு)
மின்னெதிர்த்தன்மை	1.88 (பாலிங் அளவையில்)
மின்மமாக்கும் ஆற்றல் (மேலும்)	1வது: 760.4 kJ·mol−1
	2வது: 1648 kJ·mol−1
	3வது: 3232 kJ·mol−1
அணு ஆரம்	125 pm
பங்கீட்டு ஆரை	126±3 (low spin), 150±7 (high spin) pm
பிற பண்புகள்
படிக அமைப்பு	அறுகோண பட்டகம்
காந்த சீரமைவு	இரும்புக்காந்தம்
மின்கடத்துதிறன்	(20 °C) 62.4 nΩ·m
வெப்ப கடத்துத் திறன்	100 W·m−1·K−1
வெப்ப விரிவு	(25 °C) 13.0 µm·m−1·K−1
ஒலியின் வேகம் (மெல்லிய கம்பி)	(20 °C) 4720 m·s−1
யங் தகைமை	209 GPa
நழுவு தகைமை	75 GPa
பரும தகைமை	180 GPa
பாய்சான் விகிதம்	0.31
மோவின் கெட்டிமை (Mohs hardness)	5.0
விக்கெர் கெட்டிமை	1043 MPa
பிரிநெல் கெட்டிமை	700 MPa
CAS எண்	7440-48-4
மிக உறுதியான ஓரிடத்தான்கள் (சமதானிகள்)
முதன்மைக் கட்டுரை: கோபால்ட் இன் ஓரிடத்தான்
iso NA அரைவாழ்வு DM DE (MeV) DP 56Co syn 77.27 d ε 4.566 56Fe 57Co syn 271.79 d ε 0.836 57Fe 58Co syn 70.86 d ε 2.307 58Fe 59Co 100% Co ஆனது 32 நொதுமிகளுடன் நிலைப்பெற்றுள்ளது 60Co syn 5.2714 years β−, γ, γ 2.824 60Ni

கோபால்ட் ( /ˈkoʊbɒlt/ KOH-bolt அல்லது /ˈkoʊbɔːlt/ KOH-bawlt) என்பது குறியீடு Co என்பதையும் அணுவெண் 27 இனையும் கொண்ட மூலகமாகும். இது இயற்கையில் வேதியியல் இணைந்த வடிவத்தில் மட்டுமே கிடைக்கிறது. கோபால்ட் பூமியில் மிக அரிதாகக் கிடைக்கக் கூடிய ஒரு தனிமம் ஆகும். எரிகற்களில் கோபால்டின் சேர்மானம் அதிகமுள்ளது, பொதுவாக ஆர்செனிக். கந்தகம், செம்பு, பிஸ்மத் போன்ற தனிமங்களோடு கோபால்ட் சேர்ந்து காணப்படும். பூமியின் புறவோட்டில் இதன் செழிப்பு 0.003 % மட்டுமேஉள்ளது. ஜெர்மன் மொழியில் 'கோபால்ட்-kobold' என்றால் தீங்கிழைக்கும் ஒரு கெட்ட ஆவி என்று பொருள். கோபால்ட் சுரங்கங்களில் நிகழும் விபத்துகளுக்கு இக்கெட்ட ஆவியே காரணம் என்று முன்னோர்கள் நம்பியதால் இப்பெயர் நிலைபெற்றது.

1735 ல் ஸ்வீடன் நாட்டு வேதியியலார் கியார்க்பிராண்ட் (Georg Brandt) என்பவர் கோபால்ட் தாதுவைப் பகுப்பாய்வு செய்து கோபால்ட்டைத் தனியே பிரித்தெடுத்தார்.கோபால்ட்டும் நிக்கலும் இயற்கையில் இணைந்தே காணப்படுகின்றன. இவற்றைத் தனித்துப் பிரிக்கும் ஒரு வழிமுறையை 1834 ல் சார்லஸ் ஆஸ்கின் என்பவர் கண்டுபிடித்தார் .குளோரின் ஊட்டப்பட்ட சுண்ணாம்பு நீரில், நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் ஆக்சைடுகள் இரண்டுமே சேர்ந்து வீழ்படிவாகின்றன. இதில் பாதியளவு நீர்மத்தை எடுத்துக் கொண்டால் கோபால்ட் ஆக்சைடு மட்டுமே வீழ்படிவாகின்றது. போதிய கரைப்பான் இல்லாததால் நிக்கல் அப்படியே கரைசலில் தங்கி விடுகின்றது. வேதியியல் வினையால் ஒத்த இரு தனிமங்களைப் பிரித்தெடுக்க இவ் வழிமுறையையே இன்றைக்கும் பின்பற்றுகின்றார்கள் .

பண்புகள்

தூய கோபால்ட் பிரகாசமான நீலங்கலந்த வெண்மையுடன் கூடிய பளபளப்பானது .இதன் வேதிக் குறியீடு Co ஆகும். இதன் அணுஎண் 27, அணு நிறை 58.93 அடர்த்தி 8900 கிகி/கமீ. உருகுநிலையும், கொதிலையும் முறையே 1765 K,3173 K ஆகும். கண்ணாடி யோடு சிறிதளவு கோபால்ட் சேர்க்கும் போது கண்ணாடி இளம் நீல நிறம் பெறுகின்றது. இதைக் கோபால்ட் கண்ணாடி என்றே அழைப்பர். கோபால்ட் கூட்டுப் பொருட்கள் இன்றைக்கு வர்ணங்களின் உற்பத்தி வழிமுறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

பயன்கள்

1 முதல் 12 % கோபால்ட் கலந்துள்ள எஃகு அரிமானத் திற்கு எதிரான தடையையும், உயர் வெப்ப நிலையில் வலிமையையும் கொண்டுள்ளது. கோபால்ட், குரோமியம், டங்க்ஸ்டன், மாலிப்பிடினம், இரும்பு இவை ஒன்றறக் கலந்த இத்தகைய பண்புடைய கலப்பு உலோகமான ஸ்டெல்லைட் (Stellite) (விண்மீன் என்ற பொருள் தரும் ஸ்டெல்லா என்ற இலத்தீன் மொழிச் சொல்லிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டது) உயர் வேகத் தமரூசி(துளையிடும் தண்டு-drilling bit) சக்கர இரம்பங்கள், வெட்டுங் கருவிகள் போன்றவற்றைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகின்றது. உயர் வெப்பத்தைத் தாங்கவல்ல இக்லப்பு உலோகம் விமான இயந்திரங்கள், சுழலியின் தகடுகள், உயரழுத்தக் கொதிகலன்கள், விரைவான வேகத்தில் தொடந்து இயங்கும் இயந்திரப் பாகங்கள் போன்றவற்றின் பயன்படும் காலத்தை அதிகரிக்கின்றது.

கோபால்ட்டும் குரோமியமும் சேர்ந்த ஒரு வகைக் கலப்பு உலோகம் பல்லிடுக்குகளை அடைக்கப் பயன்படுகின்றது. இது தங்கத்திற்கு இணையான தோற்றமும் கூடுதல் வலிமையும் கொண்டது. கோபால்ட் விலை மதிப்பு மிக்க பிளாட்டினத்திற்கு ஒரு மாற்றுப் பொருளாகும்.

இரும்பு, கோபால்ட், நிக்கல் இவை மூன்று மட்டும் பெரோ காந்தப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இவற்றுள் கோபால்ட்டின் உயரளவு கியூரி வெப்பநிலை(Curie Temperature) 1115 °C ஆகும். ஒரு கியூரி வெப்ப நிலை என்பது எந்த உயர் வெப்ப நிலையில் அது தன் காந்த்தத் தன்மையை இழக்கின்றதோ அவ் வெப்ப நிலையாகும். நிக்கலுக்கு இவ்வுயர் வெப்பநிலை 630 K, இரும்புக்கு 1040 K, கோபால்ட்டுக்கு 1400K ஆகும். கோபால்ட் மிக அதிகமாக அகக் காந்தப் புலத்தை(internal field)பெற்றிருப்பதே இதற்குக் காரணமாகும். அகக் காந்தப் புலம் திண்மத்தின் உள்ளே உள்ள காந்த அணுக்களை ஒருமுனைப் படுத்த காந்தத் தன்மை கொண்ட வட்டாரங்கள்(domains) தோன்றுகின்றன. இதனால் கோபால்ட்டை மிக எளிதாகக் காந்தமாக்கம் செய்ய செய்ய முடிவதோடு, அதன் காந்தத் தன்மையை உயர் வெப்ப நிலையிலும் கூட வலிமை மிக்க நிலைக்காந்தங்களை உருவாக்க 'அல்நிகோ' என்ற கோபால்ட் கலப்பு உலோகம் பயன்படுகிறது.

A block of electrolytically refined cobalt (99.9% purity) cut from a large plate

கோபால்ட் -60 ஒரு கதிரியக்க அணு எண்மமாகும் (Isotope ).இது மின்னூட்டமற்ற காமாக் கதிரை உமிழ்ந்து 5.26 ஆண்டுகள் என்ற அரை வாழ்வுக் காலத்தில் பாதியாகக் குறைகின்றது. .இது புற்று நோய்ச் சிகிச்சை முறையில் பயன்தருகின்றது. அழிவாக்க மற்ற சோதனை முறையில் (Non -destructive testing) கோபால்ட்-60 பயன்படுகின்றது. உற்பத்திப் பொருட்களைச் சிறிதும் சிதைக்காமல் அப்படியே வைத்துக் கொண்டு அவற்றின் தகுதிப்பாட்டை அறியும் முறையே அழிவாக்க மற்ற சோதனை முறையாகும். விரைவில் கெட்டுப் போய்விடக் கூடிய உணவுப் பண்டங்களைப் பாதுகாத்து ஓரளவு நீண்ட காலத்திற்குச் சேமித்து வைக்கும் முறையிலும் கோபால்ட் -60 ன் கதிர் வீச்சு பயன்தருகின்றது. கோபால்ட் -60 ஒரு தடங்காட்டியாகப் பயன்படுத்தி நீண்ட நெடிய குழாய்களில் ஏற்படும் கசிவு போன்ற குறைபாடுகளை இனமறிந்து கொள்கின்றனர். வைரங்களுக்குச் செயற்கை நிறமூட்ட கோபால்ட் -60 பயன்படுகின்றது .இதன் மூலம் வெண்ணிற வைரங்களை நீலங் கலந்த பச்சை நிறமூட்ட முடியும் .

மின்னல் என்பது இரு மேகங்களுக்கிடையே அல்லது மேகத்திற்கும் பூமிக்கும் இடையே ஏற்படும் மின்னிறக்கமாகும். அப்போது வெளிப்படும் அளவற்ற ஆற்றல் பெரும்பாலும் பயனுக்கு எட்டுவதில்லை. கோபால்ட் -60 மூலம் இதைச் செய்ய முடியும் என்று செய்து காட்டியிருக்கின்றார்கள். இடி தாங்கியின் முனையில் சிறிதளவு கோபால்ட்-60 யை இட்டு வைத்தால் அதிலிருந்து வெளிப்படும் காமாக் கதிர் அதன் அருகாமையிலுள்ள காற்று வெளியை அயனியாக்கத்திற்கு உட்படுத்தி விடும். இதனால் மின்னிறக்கம் ஏற்படும் போது ஊடகத்தின் மின்தடை குறைவு காரணமாக கதிரியக்கம் ஊட்டப்பட்ட இடி தாங்கி வழியாக ஏற்படுகின்றது. இது பல நூறு மீட்டர் ஆரமுள்ள வட்டப் பரப்பில் ஏற்படும் மின்னல்களை உறிஞ்சுகிறது.