سولفات کبالت

سولفات کبالت یک ترکیب معدنی جامد مایل به قرمز، بی بو، سمی با ساختار کریستالی فلزی است. این ماده که به صورت نمک کبالت بوده در آب و اسید محلول است، دارای فرمول مولکولی  CoSO4 است. به طور کلی به دو حالت خشک و آبدار (شش آبه و هفت آبه) وجود دارد که فرم هفت آبه آن به صورت جامد قرمز رنگ بوده و در آب و متانول به هر میزان محلول است. این ترکیبات به صورت نمک های سولفات فلزی و یا استرهای اسید سولفوریک وجود دارد که با جایگزینی یک یا هردو اتم هیدروژن با فلز تشکیل می شوند.

اکثر ترکیبات سولفات فلزی برخلاف فلوریدها و اکسیدها تمایل زیادی به انحلال در آب دارند و از این ویژگی در فرآیند تصفیه آب بسیار استفاده می شود. یون های فلزی در سولفات کبالت به راحتی می توانند توسط نانوذرات معلق یا پوشش داده شده و از آن برای اهداف کند و پاش سطوح حساس مانند سلول های خورشیدی، سلول های سوختی استفاده می شود. از جمله گریدها این ماده می توان به گرید صنعتی، گرید دارویی و خوراکی، گرید آزمایشگاهی و گرید کشاروزی اشاره کرد.

از این ترکیب در بخش های مختلف صنعت مانند تهیه رنگ، جوهرسازی، داروسازی، تصفیه آب و باطری های ذخیره انرژی استفاده می شود

سولفات کبالت یکی از مشتقات و نمک های کبالت است. این نمک ترکیبی از  کبالت و سولفات است و کاربرد های فراوانی دارد. سولفات کبالت از ترکیبات و نمک های سولفات و استرهای اسید سولفوریک است که با جایگزینی یک یا هر دو هیدروژن با فلز تشکیل می شوند. برخلاف فلورایدها و اکسیدهایی که معمولاً نامحلول هستند، اکثر ترکیبات سولفات فلزی به راحتی در آب برای مصارفی مانند تصفیه آب و… محلول هستند. سولفات کبالت در گرید های مختلف برای مصارف نظامی، فنی، غذایی، دارویی، کشاورزی و… استفاده می شود.

سولفات کبالت چیست؟

سولفات کبالت (cobalt sulfate) با فرمول شیمیایی  CoSO4(H2O)x یکی از مشتقات و نمک های کبالت است. به صورت کریستال های قرمز یا نمک صورتی رنگ وجود دارد. سولفات کبالت یک نمک اسیدی و محلول در آب است و به عنوان منبع کبالت در تولید رنگ، پیگمنت، صنایع آبکاری و وسایل ذخیره انرژی کاربرد دارد. همچنین در کشاورزی، دامداری، آبکاری، تهیه رنگدانه و باتری های قابل شارژ استفاده می شود.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این ماده در جدول زیر آورده شده است:

فرمول شیمیایی  CoSO4(H2O)x
وزن مولی 154.996 g/mol (anhydrous)
173.01 g/mol (monohydrate)
263.08 g/mol (hexahydrate)
281.103 g/mol (heptahydrate)
شکل ظاهری پودر صورتی یا کریستال قرمز رنگ
دانسیته 3.71 g/cm3 (anhydrous)
3.075 g/cm3 (monohydrate)
2.019 g/cm3 (hexahydrate)
1.948 g/cm3 (heptahydrate)
نقطه ذوب 735 °C (1,355 °F; 1,008 K)
حلالیت

anhydrous:
36.2 g/100 mL (20 °C)
38.3 g/100 mL (25 °C)
84 g/100 mL (100 °C)

heptahydrate:
60.4 g/100 mL (3 °C)
67 g/100 mL (70 °C)

فرم های این ماده با فرمول شیمیایی CoSO4(H2O)x:

  • بدون آب
  • مونو هیدرات
  • هگزا هیدرات
  • هپتا هیدرات (7 آبه)

سولفات کبالت معمولا به صورت heptahydrates (CoSO47H2O) وجود دارد  و رنگ آن مایل به قرمز می باشد.

نمک های اسیدی مانند سولفات کبالت به طور کلی در آب محلول هستند و محلول بدست آمده حاوی غلظت متوسط ​​یون های هیدروژن بوده و pH آنها کمتر از 7.0 است. معمولا نمک های اسیدی به عنوان اسید واکنش می دهند و بازها را خنثی می کنند و میزان گرمای حاصل از این خنثی سازی بسیار کمتر از خنثی سازی اسیدهای معدنی و… می باشد.

سولفات کبالت قابلیت انحلال بالایی در آب دارد و در الکل هایی مانند متانول میزان انحلال بالایی دارد ولی درباه انحلال این ماده در اتانول نتایج دقیقی در دسترس نیست. این نمک به دلیل فرد بودن تعداد الکترون های آن جز نمک های مغناطیسی به حساب می آید.

تولید سولفات کبالت

  • اکسید کبالت در محلول رقیق اسید سولفوریک در اتمسفر هوای کم اکسیژن، هیدروژن یا گاز بی اثر حل می شود.
  • محلول اسیدی سولفات کبالت اسیدی در یک مبدل یونی خالص می شود.

CoO H2SO4 → CoSO4 H2O

Co(OH)2 H2SO4 → CoSO4 2H2O

CoCO3 H2SO4 → CoSO4 CO2 H2O

  • این ماده همچنین در فرآیند استخراج و تولید فلزاتی مانند نیکل و مس تولید می شود.

کاربرد سولفات کبالت

این ماده دارای کاربردهای متنوعی در صنعت است از جمله مصارف این ماده به عنوان نمک منبع کبالت می توان به استفاده از ان در صنایع تولید رنگ و پیگمنت، آبکاری، وسایل ذخیره انرژی مانند باتری و سوپرخازن ها و… اشاره کرد.

فروش پروفرمایی  سولفات کبالت چینی در پترو کیمیا

رنگدانه

از این ماده در تولید پیگمنت های رنگی استفاده می شود. از گذشته سولفات کبالت (CoSO4) برای تزئین ظروف چینی، شیشه و همچنین در سرامیک، لعاب و مینا برای محافظت در برابر تغییر رنگ استفاده می شود. همچنین در جوهر لیتوگرافی، سمپاتیک (مرکب نامرئی) و جوهرهای مصنوعی به عنوان خشک کننده رنگ و لاک ها نیز استفاده می شود.

آبکاری

یکی از عناصری که برای جلوگیری از خوردگی سایر فلزات می توان از آن بهره برد سولفات کبالت است. این ماده در آبکاری فلزاتی مانند نیکل و… استفاده می شود و باعث شفافیت و جلوگیری از اکسیداسیون آن می شود. امروزه در آبکاری نیکل از ایم ماده به دلیل قیمت بالای آن میزان کمتر از 30 گرم استفاده می شود.

 

باتری های قابل شارژ

بسیاری از شرکت های خودروسازی در سراسر جهان از جمله تسلا برای توسعه خودروهای برقی به باتری های قابل شارژ بزرگ نیاز دارند که عملکرد بالا، دوام و صرفه جویی در مصرف انرژی داشته باشد. انتظار می رود بیش از 50 درصد تولید کبالت در آینده نزدیک برای تولید باطری خودروهای برقی مصرف شود.

یکی از بزرگترین مشکلات اطمینان از وجود باتری های قابل شارژ با قابلیت ذخیره سازی با ظرفیت بسیار بالا بود. از این رو دانشمندان و شیمیدان ها در صدد شناسایی و جایگزینی موادی در تولید باتری ها با عمر و چگالی انرژی بالا هستند. سولفات کبالت به عنوان بهترین جایگزین امروزه به طور گسترده ای در کاتد های باتری های قابل شارژ استفاده می شود. استفاده از کبالت به عنوان کاتد باتری های قابل شارژ به طور موثری چگالی انرژی، قدرت و عملکرد آنها را در مقایسه با باتری های فاقد کبالت بهبود می بخشد.

کبالت با افزایش پتانسیل و رشد پیک در تست سیکیلیک ولتامپرومتری CV و بالا بردن میزان مقاومت حرارتی مشکلاتی چون ااتلاف انرژی و داغ شدن بیش از حد را بر طرف کرد.

 

مکانیزم عمل باتری های قابل شارژ به اینگونه است که در زمانی که باتری در حال شارژ است الکترود لیتیوم مثبت یون های لیتیوم خود را که از طریق الکترولیت به الکترود گرافیت منفی منتقل می کند و در آنجا نگهداری می شوند. باتری در این فرایند انرژی را جذب و ذخیره می کند. هنگامی که باتری در حال مصرف است، یونهای لیتیوم از طریق الکترولیت به سمت الکترود مثبت حرکت کرده و انرژی مورد نیاز باتری را تولید می کنند.

کشاورزی

کبالت در فرآیند رشد گیاه بسیار مهم است و به پتانسیل کامل رشد و بلوغ گیاهان کمک می کند. این ماده باعث افزایش میزان مقاومت گیاه در برابر خشکی و بی آبی، و جذب CO2 می شود. این امر بر رشد کامل و جوانه سالم تاثیر می گذارد.

کبالت علاوه بر تاثیری که بر ظاهر بیرونی گیاهان می گذارد بر بسیاری از واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی که گیاه باید انجام دهد نیز اثر می گذارد. کبالت جزء اصلی ویتامین B12 و پروپیونات است. پروپیونات در واقع یکی از منابع اصلی انرژی مورد استفاده گیاه برای ادامه رشد است و ویتامین B12 برای تقسیم سلولی مورد نیاز است که نقش مهمی در رشد گیاه دارد. زیرا با تقسیم سلولی امکان رشد بیشتر گیاه فراهم می کند. یکی دیگر از عملکردهایی که سطح کبالت به آن کمک می کند یا ارتقا می دهد، توانایی تثبیت نیتروژن حبوبات در گیاه است. میزان و نحوه مصرف کودهای سولفات کبالت پس از آزمایش خاک و تعیین میزان PH توسط کارشناسان مشخص می شود.

دامداری

همانطور که اشاره شد کبالت جز هسته ویتامین B12 است و از این ماده می توان در غذای دام ها استفاده کرد. تنها نشخوارکنندگانی مانند گوسفند، گاو و بز که توانایی سنتز ویتامین  B12 را دارند میتوانند از مکمل های کبالت استفاده کنند.

ویتامین B12 بر متابولیسم انرژی و افزایش گلبول های قرمز موثر است. کمبود کبالت در خاک باعث کمبود ویتامین B12 در غذای دام ها می شود.

 

علایم کمبود سولفات کبالت در دام ها

  • کاهش اشتها
  • کم خونی
  • گوش های پوسته پوسته
  • در گوسفندها آبریزش چشم و از دست دادن پشم و تولد میش های ضعیف
  • در گاو کاهش تولید شیر

دام های تازه متولد شده دارای ذخایر کم و نیاز بالا به کبالت هستند. آغوز ویتامین B12 را تامین می کند ولی کافی نیست برای این منظور برای دام های تازه متولد شده تزریق ویتامین B12 صورت می گیرد زیرا شیرخوار ها به نسبت مورد قرار گرفتن در معرض کمبود کبالت هستند.

سایر کاربرد های سولفات کبالت

  • استفاده در سوخت و محصولات مرتبط
  • کاربرد در پوشش فلزات جهت جلوگیری از خوردگی
  • استفاده در معادن
  • کاربرد در محصولات تصفیه آب

خطرات کبالت سولفات

علائم قرار گرفتن در معرض: ممکن است در صورت استنشاق باعث ایجاد حساسیت یا علائم آسم یا مشکلات تنفسی شود. ممکن است باعث حساسیت پوستی شود. علائم واکنش آلرژیک ممکن است شامل بثورات پوستی، خارش، تورم، مشکل در تنفس، حس سوزن سوزن شدن در دست ها و پاها، سرگیجه، سبکی سر، درد قفسه سینه، درد ماهیچه ای یا گرگرفتگی باشد. این ماده می تواند به قلب، کلیه و تیرویید آسیب برساند.

در هنگام کار یا استفاده از این ماده توجه به نکات ایمنی بسیار مهم و ضروری می باشد.

این ماده در صنایع مختلف از جمله صنایع پزشکی، نظامی و… کاربرد دارد و در صورت تماس طولانی با این ماده امکان افزایش ابتلا به سرطان افزایش می یابد.

بانوان باردار در صورت تماس با این ماده در معرض خطر سقط جنین خواهند بود.

ورود این ماده به آب های آزاد اثرات زیست محیطی بسیار مخربی را بر جای می گذارد و باعث از بین رفتن ماهی ها و آبزیان دیگر شود.

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “سولفات کبالت”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “سولفات کبالت”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *