В первой половине 20-го века из печени животных был выделен витамин В12, содержащий 4% кобальта. В дальнейшем ученые пришли к выводу, что витамин В12 является физиологически активной формой кобальта и недостаточность кобальта — это не что иное, как недостаточность витамина В12.
В организме содержится 1-2 мг кобальта, в наибольшем количестве он концентрируется в печени и меньшей степени в поджелудочной железе, почках, надпочечниках, щитовидной железе и лимфатических узлах. В крови концентрация кобальта колеблется от 0,07 до 0,6 мкмоль/л и зависит от сезона года — она выше летом, что связано с повышенным употреблением свежих овощей и фруктов.
Микроэлементы. Кобальт
Кобальт в свободном состоянии — твердый, серебристо-белый металл красноватого оттенка. При нормальных условиях химически стоек. В природе встречается в составе руд.
Главные биологические функции
- В составе витамина В12 влияет на реакции белкового обмена.
- Стимулирует синтез аминокислот, нуклеиновых кислот и мышечных белков.
- Участвует в процессах кроветворения (образования эритроцитов).
- Участвует в образовании гормонов щитовидной железы.
- Необходим для нормальной деятельности щитовидной железы, регуляции активности адреналина.
- Регулирует работу нервной и иммунной систем.
- Способствует выделению воды почками.
- Способствует утилизации токсических веществ в организме.
- Входит в состав гормона инсулина.
- Способен избирательно угнетать дыхание клеток злокачественных опухолей.
Обмен элемента в организме
В организм человека кобальт поступает с пищей. В среднем в желудочно-кишечном тракте всасывается около 20% поступившего кобальта. В организме взрослого человека содержится около 1,5 мг кобальта в основном в печени, в меньшей степени — в поджелудочной железе, почках, надпочечниках, щитовидной железе и лимфатических узлах.
Из организма кобальт выводится с калом и мочой.
Потребность в элементе
Суточная доза для человека, по разным источникам, колеблется от 0,05 до 1,2 мг.Дефицит кобальта наблюдается при поступлении в организм менее чем 10 мкг в сутки.
Как проявляется недостаток элемента в организме
Причины
- Недостаточное поступление кобальта (вегетарианское питание)
- Нарушение регуляции обмена кобальта.
- Заболевания органов пищеварения (хронический гастрит, язва желудка или двенадцатиперстной кишки, холециститы).
- Пониженная кислотность желудочного сока.
- Снижение функции поджелудочной железы.
- Глистная инвазия.
- Дефицит витамина В12.
Проявления
- Общая слабость, утомляемость.
- Снижение памяти.
- Вегето-сосудистые нарушения.
- Нарушения сердечной деятельности (аритмии).
- Анемии.
- Замедленное развитие в детском возрасте.
- Медленное выздоровление после заболеваний.
Последствия
- Увеличение заболеваний эндокринной системы.
- Нарушение процессов кроветворения в организме.
Содержание кобальта в некоторых продуктах питания
| Продукт питания | Содержание (мкг/100 гр. продукта) |
| Кальмары | 95 |
| Тунец | 40 |
| Треска | 30 |
| Сардина | 30 |
| Морской окунь | 30 |
| Салака | 25 |
| Крупа манная | 25 |
| Судак | 25 |
| Щука | 20 |
| Камбала | 20 |
| Горбуша | 20 |
| Скумбрия | 20 |
| Сом | 20 |
| Зубатка | 20 |
Повышенное содержание элемента в организме
Причины
- Избыточное поступление кобальта (например, вдыхание кобальтовой пыли на производстве).
- Избыток витамина В12.
- Избыточное употребление некоторых сортов пива, содержащих растворимые соли кобальта.
Проявления
- «Кобальтовая» пневмония.
- «Кобальтовая» кардиомиопатия.
- Аллергические дерматиты.
- Гиперфункция щитовидной железы.
- Повышение артериального давления и уровня холестерина в крови.
- Повышение содержания эритроцитов в крови.
Последствия
- Увеличение щитовидной железы
- Поражение слухового нерва, легких и сердечной мышцы
Взаимодействие с другими минералами и витаминами
- Угнетает обмен йода в организме.
- Улучшает усвоение железа организмом.
- Повышенное содержание белка и железа в рационе замедляет усвоение кобальта в желудочно-кишечном тракте.
Примечания
- ↑ 12 Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 414. — 671 с. — 100 000 экз.
- Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК.
- Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2021. — Vol. 88, no. 3. — P. 265—291. — doi:10.1515/pac-2015-0305.
- tech firms sued over DR Congo cobalt mining deaths, BBC, 17.12.2019
- Предсказан стремительный рост цен на смартфоны
- London Metal Exchange: Home (англ.). www.lme.com. Дата обращения: 15 января 2021.
- Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.
- ↑ 12345 Применение кобальта
- Вечный кобальт на хрупком фарфоре. Н. Павлухина. Антиквариат, предметы искусства и коллекционирования. № 3(65), 2009 г. С. 4 — 17
- Разные вопросы Архивная копия от 1 февраля 2010 на Wayback Machine // truealcohol.land.ru.
- Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 14 ноября 2001 г. N 36 «О введении в действие санитарных правил» (с изменениями и дополнениями).
Какие факторы влияют на усвоение
Организм человека усваивает 20-25% поступившего с пищей микроэлемента.
Употребление богатых кобальтом продуктов не гарантирует его поступление к тканям и органам.
Для этого требуется достаточная кислотность желудочного сока и наличие определенных веществ.
Положительно влияют:
- цитрусовые (апельсины, лимон);
- кисломолочные продукты;
- желатин, или агар-агар;
- продукты, богатые калием (изюм, печеный картофель);
- цинк и марганец (зеленый горошек, салат, шпинат);
- витамин С (красный перец, брокколи, шиповник).
Кобальт способен разрушаться при избытке никотиновой кислоты, поступающей при курении.
Опасный для здоровья переизбыток микроэлемента может возникнуть:
- При длительном применении витамина В12, в состав которого входит он входит. Во время лечения надо соблюдать интервалы (1-2 мес.) и следить за состоянием организма.
- При сочетании железа и кобальта может возникнуть опасная повышенная концентрация обоих элементов. Следует принимать препараты с кобальтом и железом отдельно. Полезно устраивать перерыв 1 мес.
- Патологические состояния могут развиться у любителей пива. Для лучшего образования пены в напиток добавляют соли кобальта.
Кобальт ухудшает усваивание йода, необходимого для выработки гормонов щитовидной железы. Богатую йодом морскую капусту надо употреблять в разное время суток с продуктами, содержащими много кобальта.
При сбалансированном питании дефицит микроэлемента не развивается. Этому способствует правильно составленный рацион.
При приготовлении пищи полезно следовать советам:
История
Соединения кобальта известны человеку с глубокой древности. Синие кобальтовые стёкла, эмали, краски находят в гробницах Древнего Египта. Так, в гробнице Тутанхамона нашли много осколков синего кобальтового стекла; неизвестно, было ли приготовление стёкол и красок сознательным или случайным.
Первое приготовление синих красок относится к 1800 году.
| Этот раздел не завершён.
Вы поможете проекту, исправив и дополнив его. |
Кобальт радиоактивный
Природный К. состоит из одного стабильного изотопа 59Co. Известны 12 радиоактивных изотопов К., включая 2 изомера, с массовыми числами от 54 до 64. Из них четыре — ультракороткоживущие, с секундными и минутными периодами полураспада (кобальт-54, 62, 63, 64), четыре — короткоживущие, с часовыми периодами полураспада (кобальт-55, 58м, 60м, 61) и четыре — с более длительными периодами полураспада (кобальт-56, 57, 58, 60). Из искусственно-радио-активных изотопов К. наибольшее практическое значение имеют 60Co, а также 57Co и 58Co. В медицине 60Co широко применяется при лучевой терапии (см.) и при радиационной стерилизации (см.) мед. материалов, изделий и лекарственных средств; 57Co и 58Co используются в радиодиагностических исследованиях.
Кобальт-60
(T1/2 = 5,26 г.) впервые был получен на циклотроне по ядерной реакции 59Co (d, р) 60Co (см. Ядерные реакции). Однако в дальнейшем его стали получать облучением природного К. нейтронами в ядерном реакторе по реакции 59Co (n,гамма) 60Co. Кобальт-60 распадается с испусканием сложного спектра бета-излучения, состоящего из двух компонентов, основная составляющая из которых имеет максимальную энергию Ебета= 0,31788 МэВ (99,88%), а слабая составляющая — Ебета = 1,4911 МэВ (0,12%). Распад сопровождается гамма-излучением с Eгмма = 1,1732 МэВ (99,88%); 1,3325 МэВ (100%).
Для мед. применения выпускаются разнообразные типы источников 60Со: для зарядки отечественных гамма-терапевтических установок типа «Луч» и «Рокус», предназначенных для телекюритерапии, используют источники активностью в 4000 кюри; для внутриполостной лучевой терапии используют источники в виде стерженьков из кобаника (сплав кобальта с никелем), помещенных в полые нейлоновые или металлические трубки (радиокобальтовые бусы, аппликаторы разных размеров в виде штифтов из кобаниковой проволоки, заключенных в оболочку из нержавеющей стали); для внутритканевой терапии — иглы из нержавеющей стали, содержащие внутри тонкую кобаниковую проволоку с 60Co, различных размеров и с различным распределением активности по длине игл; для контактной терапии используют плоские и специальной формы (напр., офтальмологические) аппликаторы, пластобальт (пластмасса с содержащимися в ней кобальтовыми шариками) и другие изделия с активностью от долей до десятков милликюри (см. Радиоактивные препараты).
Кобальт-57
(T1/2 = 270 дней) получают на циклотроне, облучая железные мишени дейтронами по ядерным реакциям 56Fe (d, n) 57Co и 57Fe (d, 2n) 57Co или никелевые мишени протонами по реакции 60Ni (p, альфа) 57Co. Кобальт-57 распадается электронным захватом (э. з.= 100%) с испусканием 10 гамма-линий, из которых основные четыре имеют энергии Егамма (МэВ): 0,0144 (9,5%), 0,122 (85,6%), 0,136 (10,6%) и 0,692 (0,15%). Распад 57Co сопровождается также характеристическим рентгеновским излучением железа с энергией 6,46 кэВ (54%).
Кобальт-58 (T1/2 = 71,3 дня) можно получать как в циклотроне, облучая дейтронами мишень из железа по реакции 57Fe (d, n) 58Co, так и в ядерном реакторе, облучая никелевую мишень по реакции 58Ni (n, p) 58Со, что проще и более производительно. Кобальт-58 распадается путем позитронного излучения с Ебета+ = 0,474 МэВ (15%) и электронного захвата (85%) с одновременным испусканием аннигиляционного гамма-излучения с Егамма =0,511 МэВ (30%) и трех гамма-линий с энергиями (МэВ): 0,8106 (99,44%), 0,8636 (0,69%) и 1,6748 (0,53%). Распад 58Co сопровождается также характеристическим рентгеновским излучением железа с энергией 6,47 кэВ (25,7%).
Радиофарм. препараты с 57Co и 58Co выпускают в виде меченного ими витамина B12 (цианокобаламина) в пенициллиновых флаконах и применяют перорально или парентерально, вводя пациенту 0,5—5 мккюри препарата на одно исследование. Препараты используются с диагностической целью при выявлении нарушений всасываемости витамина В12 при анемиях, болезни оперированного желудка, заболеваниях печени и кишечника. 57Co в виде комплекса с блеомицином применяют для установления локализации опухолей.
Активность препаратов с радиоактивным кобальтом-57, 58, 60 измеряют по их 7-излучению; при относительных измерениях используют образцовые радиоактивные р-ры и спектрометрические гамма-источники (см. Излучатели образцовые). Радиоизотопы К. относятся к группе средней радиотоксичности. На рабочем месте без разрешения сан.-эпид, службы может находиться не более 10 мккюри препарата.
Как используется
Применение кобальта незаменимо в суровых условиях: запредельные механические нагрузки, аномально высокие температуры, угроза размагничивания.
Почти весь продукт забирает промышленный комплекс. Слитки, пластины, проволока, порошок выпускаются из чистого металла, сплавов и соединений.
Сплавы
Металл добавляют к сплавам, чтобы сделать тверже. Для этого металлический порошок кобальта спекают с карбидами титана либо вольфрама.
Ассортимент из сплавов широк:
- Режущий инструментарий (резцы, сверла). Деталь сохраняет кондиции, служит в 5-8 раз дольше.
- Сердечники электротехнических механизмов (моторов, трансформаторов, других).
- Сочетания «кобальт + самарий (либо эрбий)», «кобальт + железо + алюминий» – основа жаростойких постоянных магнитов высокой мощности.
- Кобальтом как элементом жаропрочных сплавов вытесняется традиционный никель. Это новый материал турбин, авиационных, ракетных двигателей.
- На особом счету сплав металла кобальт с хромом (стеллит). Его отличает биологическая нейтральность плюс коррозионная стойкость. Используется для протезирования.
Новейшие направления использования кобальта – электроника и радиотехника. Из металла и сплавов получают компоненты печатных плат для квантовых генераторов и усилителей.
Металл
Металлический порошок кобальта добавляют к сталям для повышения жаропрочности, твердости, других кондиций.
Соединения
Соединения металла обеспечивают премиальные характеристики продукции из них:
- Кобальтат лития – положительный электрод аккумуляторов.
- Силицид кобальта – основа электрических термогенераторов с высоким КПД.
Самое красивое применение Co-соединений – бытовой стеклянный ассортимент. Мелкая пластика, вазы, конфетницы, фужеры, фруктовницы великолепны.
Синий цвет, создаваемый добавкой порошка металла к расплавленной стекломассе, так и назвали – кобальтовым.
Другие формы
Изотоп металла искусственного происхождения кобальт-60 востребован как источник γ-излучения (гамма-нож, гамма-дефектоскопия, стерилизация).
Продукты, богатые кобальтом
Источниками элемента являются следующие продукты питания:
- субпродукты (печень, почки), говядина;
- молоко и кисломолочные продукты, сливочное масло;
- яйца (сырой желток);
- зерновые культуры;
- бобовые (бобы, фасоль, горох);
- овощи: белокочанная капуста, шпинат, картофель, огурцы, редис;
- фрукты и ягоды (виноград, малина клюква, морошка, черная смородина);
- какао, чай.
На усвоение кобальта оказывает влияние кислая среда желудка. Ускоряют процессы всасывания элемента цинк и марганец. Витамин С предохраняет кобальт от разрушения в организме и способствует его депонированию в печени. Уменьшают ассимиляцию кобальта в организме калий и кортикостероиды.
Нехватка и переизбыток
Отравление кобальтом возможно при попадании в организм высоких доз химического элемента неорганического происхождения.
Проще говоря, микродозы, полученные из продуктов питания, не могут вызвать передозировку.
О том, что организм страдает от токсического влияния кобальта, говорят разные симптомы. Среди наиболее распространенных:
- дисфункция щитовидной железы;
- слишком высокое производство красных кровяных телец, что ведет к сгущению крови.
Кроме того, увеличенное избыток Со вызывает нарушение активности в клетках костного мозга, препятствует усвоению йода (что чревато развитием зоба и гипотиреоза).
Передозировка кобальтом вызывает:
- дерматиты;
- болезни органов дыхательной системы (при попадании в организм кобальта в форме порошка);
- болезни сердца;
- нарушение фертильности у мужчин.
Если так случилось, что в организме накопились излишки кобальта, вывести их помогут:
- рис;
- отвар овсянки;
- кунжут;
- можжевельник;
- отвары из ромашки, шиповника, календулы, кориандра, облепихи;
- овощи и фрукты, содержащие пектин.
Дефицит Со, не является столь большой проблемой, при условии, что организм получает необходимые порции В12. Труднее обеспечить себя адекватными нормами витамина В12 и кобальта вегетарианцам, так как растительная пища не способна снабдить достаточным количеством этих полезных веществ.
Кроме того, есть мнение, что от уровня Со в организме зависит активность всасывания В12. При нехватке микронутриента есть резон опасаться снижения уровня витамина. А дефицит обеих веществ – это, как правило, анемия и нарушение работы нервной системы.
О недостатке кобальта могут сигнализировать такие симптомы:
- слабость в руках и ногах;
- кровоточивость десен;
- потеря аппетита и веса;
- тошнота;
- бледность губ, десен, языка;
- головные боли;
- спутанность сознания.
В чем проявляется дефицит и что следует предпринять
В сутки человеку необходимо 0,07-0,015 мг кобальта.
Такое количество содержится примерно в 10 г кальмара, 30 г морского окуня, 55 г фасоли или 70 г куриной печени.
При недостатке кобальта организм посылает тревожные сигналы:
- ухудшение памяти;
- постоянное чувство усталости;
- головокружение;
- у детей – замедление развитие и роста;
- плохой аппетит;
- аритмия;
- эндокринные заболевания;
- малокровие;
- частые вирусные заболевания;
- вегето-сосудистая дистония;
- ранняя седина;
- облысение;
- остеопороз.
В группе риска — часто болеющие дети, курильщики, пожилые люди, страдающие сахарным диабетом, язвой, гипертонией, перенесшие операции, подверженные большим физическим и умственным нагрузкам.
Избыток кобальта также вреден для организма и может вызвать:
- увеличение щитовидной железы;
- повышение артериального давления;
- бронхиальную астму;
- дерматит;
- нарушение функций щитовидной железы;
- образование тромбов;
- развитие кобальтовой пневмонии.
Повышенное содержание может развиться у принимающих большие количества витамина В12, работников металлургической, цементной и силикатной промышленности, патологических приверженцев пива.
Правила употребления продуктов, богатых кобальтом
Потребность человека в кобальте сравнительно невелика, составляет всего от 5 до 20 мг. Чтобы организм извлекал наибольшую пользу при усвоении кобальта из предложенной пищи, необходимо придерживаться нескольких простых правил совместимости:
- если в продукте вместе с кобальтом содержится железо, цинк и марганец, то процент усвоения микроэлемента повышается;
- медь значительно задерживает всасывание металла, снижая пользу блюда;
- одновременное употребление витамина С способствует накоплению кобальта в печени, что благотворно влияет на организм, поэтому желательно сочетать мясо и рыбу с цитрусовыми, ягодами;
- микроэлемент помогает усваивать йод, содержащийся, например, в морской капусте или морепродуктах;
- если в рационе содержится значительное количество жиров и белков, повышается потребность организма в этом незаменимом микроэлементе;
- совместное употребление кобальта и железа способствует кроветворению и образованию гемоглобина, поэтому показано при анемии, больших кровопотерях.
Кобальт токсичен лишь при огромных дозах свыше 500 мг. Поэтому умеренное употребление продуктов, имеющих в своем составе этот микроэлемент, не способно привести к передозировке. Признаки избытка металла таковы:
- развитие бронхиальной астмы;
- кожные дерматиты, сыпь;
- поражение легких при вдыхании порошка;
- гипертония и сердечная недостаточность;
- переизбыток эритроцитов;
- расстройство слуха и дисфункция щитовидной железы.
Вывести излишки кобальта можно с помощью рисового или овсяного жидкого отвара, семян кунжута, отвара из шиповника, облепихи, календулы.
Важно! Недостаток кобальта может вызвать развитие раковых клеток
Влияние на организм
Микроэлемент содержится в наших тканях и органах. В теле человека массой 70 кг его присутствует примерно 14 мкг.
Он входит в состав витамина В12 в виде иона, связывающего две части молекулы, и влияет на деятельность всех основных систем.
| Системы, ткани и органы, процессы | Какое действие оказывает |
| Кроветворения | Повышает усвоение железа, выработку эритроцитов. |
| Нервная система | Увеличивает работоспособность, улучшает настроение, облегчает течение нервных заболеваний. |
| Костная ткань | Повышает прочность, предупреждает развитие остеопороза. У детей формируется опорно-двигательный аппарат в соответствии с возрастом. |
| Кожные покровы | Обеспечивает эластичность и упругость кожи, предотвращает образование морщин. |
| Состояние волос | Гарантирует густоту, длительное сохранение натурального цвета (поздняя седина). |
| Иммунная | Повышает иммунитет против вирусных заболеваний и бактериальных инфекций; помогает быстрому восстановлению после операций, предупреждает образование злокачественных новообразований, замедляет процессы старения, участвует в синтезе витамина в12. |
| Эндокринная | Помогает щитовидной железе вырабатывать гормоны в достаточном количестве, способствует синтезу инсулина, предотвращает развитие сахарного диабета. |
| Обменные процессы | Нормализует обмен веществ, понижает уровень холестерина. |
| Сердечно-сосудистая система | Улучшает состояние стенок сосудов, предупреждает развитие атеросклероза. |
| Клеточные процессы | Участвует в синтезе днк и рнк. При достаточном количестве микроэлемента не происходит сбой при передаче генетической информации на клеточном уровне. Снижает риск хромосомных мутаций. |
Взаимодействие с витаминами и минералами
В связи с тем, что в организм человека ежедневно поступает огромное количество различных витаминов и минералов, каждый из нас обязательно должен знать, с какими веществами взаимодействует кобальт, чтобы предупредить возможный риск появления различных заболеваний. То есть человек должен знать, с какими веществами можно сочетать кобальт, а с какими нежелательно.
Например, кобальт отлично взаимодействует с витаминами С, а также В5 и В9. В результате такого сочетания нормализуется обмен веществ в организме. А вот при контакте с йодом обмен, наоборот, ухудшается. Поэтому не стоит употреблять одновременно продукты, содержащие кобальт, и продукты, богатые йодом (например, морскую капусту). Лучше всего кушайте побольше цитрусовых, которые способствуют лучшему усвоению кобальта организмом.
При взаимодействии кобальта и марганца внутри человеческого организма улучшается состояние локонов, а также предотвращается риск появления седых волос.
Также специалисты утверждают, что данный химический элемент не только можно, но и нужно сочетать с такими витаминами и минералами:
- Витамин С. Взаимодействие кобальта и витамина С обеспечивает быстрый процесс увеличения количества лейкоцитов, а также способствует повышению их фагоцитарной активности. За счет этого у человека крепнет иммунная система, способная самостоятельно противостоять вирусам и болезнетворным бактериям.
- Витамины В5 и В9 ради того, чтобы избавиться от анемии, стресса и вегетососудистых нарушений, улучшить память, а также увеличить выносливость.
- Медь и железо, которые совместно с кобальтом увеличивают скорость формирования красных кровяных телец.
Как видим, кобальт – это химический элемент, участвующий во всех жизненных процессах человека, без которого организм просто не сможет нормально функционировать. Поэтому старайтесь правильно подходить к своему рациону питания, чтобы в организме было достаточное количество всех необходимых веществ.
Как был открыт
У химического элемента и термина «кобальт» интересная, даже мистическая, аура.
Элементарный кобальт
Наука
Официальная история открытия начинается со Швеции первой трети 18 века. Ученый Георг Брандт вычленил из руды серый с розоватостью металл, окрестив его кобольдом (кобальтом).
Заодно убедился, что синий цвет стекломассы – заслуга именно этого элемента.
Древний мир
Хотя о таком свойстве металла кобальт знали еще жители Древнего Египта, Месопотамии и Вавилона. Они наловчились окрашивать минералы: изготовление «бирюзы», «сапфиров» процветало.
Кобальтовое стекло найдено в гробницах египетских фараонов и ассирийской знати.
Почти промышленного уровня достигла эта технология в Китае. С 7 века здесь совершенствуется декорирование фарфора такими красками.
Европейский фольклор
Происхождение названия металла имеет немецкие корни. Кобольдами называют персонажей немецкого фольклора – жителей подземелий, коварных карликов-гномов. Они якобы постоянно строили козни саксонским рудокопам.
Руда, принимаемая за серебряную, не всегда оказывалась таковой после выплавки. К тому же процесс получения сопровождался выбросом ядовитых паров, которыми травились люди. Всю вину перекладывали на гномов.
Такую руду, «серебряную обманку», именовали кобольдом.
Минералоги предполагают, что в виду имелись кобальтовые минералы с мышьяком в составе либо сульфиды металла.
Первые в Европе кобальтовые красители изготовили в 1800 году.
Низкий уровень кобальта. Кобальт – свойства, роль в организме, последствия дефицита и избытка
Россия
Название элемента, видимо, происходит от Кобольда , карлика, призрака или гнома, охраняющего подземные сокровища, которые, согласно верованиям, представляли собой бесполезного в те дни кобальта, вместо похищенной железной руды.
Свойства кобальта
Кобальт имеет атомный номер 27. Является серебристым, сверкающим металлом, который обладает ферромагнитными свойствами – речь идет о явлении, при котором вещество имеет собственную, спонтанную намагниченность. Кобальт имеет 26 изотопов, из которых устойчивым является только изотоп 59, составляющий 100% нуклидного состава природного кобальта. Образуется в земной коре (в виде двух минералов – смальтина и кобальтия). Самой богатой на залежи кобальта является Африка.
Кобальт – значение для организма
Кобальт используется в реактивных центрах нескольких ферментов. Хотя спрос на него очень маленький, кобальт является незаменимым микроэлементом, необходимым для жизни людей и животных.
Кобальт влияет на общую скорость восстановления организма. Участвует в выработке витамина В12 (кобаламин) – кобальт является центральным атомом. Роль витамина В12 не следует недооценивать: его дефицит проявляется сложной группой симптомов и вызывает анемию, а если это состояние не лечить, возникает угроза жизни .
Кобаламин регулирует производство эритроцитов (красных кровяных телец). Кроме того, участвует в метаболизме нуклеиновых кислот и белков, а также в производстве фолиевой кислоты (витамина B9) , бесценной для беременных женщин. Кобальт ингибирует развитие опухолей.
Кобальт необходим для процесса синтеза нейротрансмиттеров. Правильное поступление этого микроэлемента благоприятно воздействует на весь организм и самочувствие. Облегчает концентрацию внимания, улучшает мыслительные процессы, регулирует настроение, противодействует вялости, обеспечивает психическое равновесие . Кобальт, кроме того, регулирует аппетит, повышает устойчивость организма к заболеваниям, обеспечивает нормальное восстановление кожи после ожогов и травм.
Кобальт вместе с марганцем помогают в лечении нарушения кровообращения в ногах, варикозного расширения вен, судорог, отёков, язв, флебита, артрита, воспаление коронарных артерий, провалов в памяти, менопаузы .
Триплет кобальт-медь-никель лечит нарушения работы поджелудочной железы, также рекомендуется в случае отсутствия баланса секреции желез внутренней секреции.
Триплет кобальт-цинк-никель рекомендуется при сбоях в оси гипофиз-поджелудочная железа (особенно у диабетиков).
Дефицит и избыток кобальта
Дефицит кобальта тесно связан с дефицитом витамина В12, что проявляется нарушениями процесса свертывания крови . Появляются вялость, бледность кожи, общая слабость, снижение массы тела, раздражительность, депрессивные состояния, нарушение зрения, проблемы с равновесием, дезориентация, галлюцинации .
К дефициту этого элемента наиболее уязвимы лица, соблюдающие растительную диету – кобаламин не встречается в растениях, поэтому вегетарианцы и веганы должны получать его через пищевые добавки.
В свою очередь, избыток кобальта в организме человека может проявлять токсическое действие, таким образом, это состояние не менее опасно, чем дефицит. Слишком большой запас кобальта может нарушать работу щитовидной железы и усиливать функционирование костного мозга. Происходит чрезмерная выработка красных кровяных телец. Могут возникать тошнота.
Источники кобальта
Кобальт находится в мясе (особенно в печени и почках), кукурузе, молоке, шпинате, салате, капусте, зернах злаков, зеленых овощах . В случае дефицита можно принимать таблетки, содержащие кобальт.
Внимание! Из-за риска переизбытка, препараты кобальтом применяются по рецепту врача и под его наблюдением
Кобальт – применение
До XIX века кобальт использовали в качестве красителя. Современный металлический кобальт нашел применение как компонент некоторых сплавов. Используют его в качестве компонента электродов литий-ионных батарей, никель-кадмиевых и никель-металл-металлогидридных батарей. Его несимметричные соли применяются в электронике.
Медицина использует кобальт-60 в лучевой терапии (в кобальтовой бомбе), а также в целях стерилизации медицинского оборудования и медицинских отходов . Кобальт-60 способен также консервировать продукты питания, а в промышленности используется в рентгеновском исследовании сварных соединений и для контроля уровня заполнения резервуаров.
Свойства металла
Кобальт — элемент периодической таблицы Менделеева под номером 27. Его относят к металлам, он имеет белый или желтоватый серебристый цвет. Имеет синеватый или розоватый отлив.
Физические свойства металла:
- плотность 8,9 г/см³;
- температура плавления 1495°С;
- кипит при 2870 градусах Цельсия;
Кобальт ферромагнетик, как и два его соседа по таблице Менделеева — железо и никель.
Рекомендуем: КАДМИЙ — токсичный, тяжелый и редкий
Химические свойства металла обусловлены его степенями окисления — +2, +3, 0.
Холодная концентрированная азотная кислота пассивирует Co.
Щелочи реагируют с водными растворами солей, при этом образуется гидроксид Со(ОН)2.
| Свойства атома | |
| Название, символ, номер | Кобальт / Cobaltum (Co), 27 |
| Атомная масса (молярная масса) | 58,933194(4) а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Ar] 3d7 4s2 |
| Радиус атома | 125 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 116 пм |
| Радиус иона | (+3e) 63 (+2e) 72 пм |
| Электроотрицательность | 1,88 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | E0(Co2+/Co) = −0,277 В |
| Степени окисления | 3, 2, 0, −1 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 758,1 (7,86) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 8,9 г/см³ |
| Температура плавления | 1768 K |
| Температура кипения | 3143 K |
| Уд. теплота плавления | 15,48 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 389,1 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 24,8[1] Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 6,7 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | гексагональная |
| Параметры решётки | a=2,505 c=4,089 Å |
| Отношение c/a | 1,632 |
| Температура Дебая | 385 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 100 Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7440-48-4 |
Водорастворимые соли кобальта дарят воде розовый цвет. Растворенные в ацетоне, эти соли окрашивают раствор в синий цвет.
Витамины и препараты, содержащие кобальт
Как правило, препараты кобальта прописывают при различного рода анемиях и нарушениях кроветворной функции. К таким лекарственным формам относится:
- Коамид;
- Ферковен.
Входит кобальт и в состав поливитаминных комплексов:
- Компливит. Содержит 100 мкг кобальта в виде сульфата.
- Олиговит. Содержит 50 мкг элемента в виде сульфата кобальта.
Прием препаратов, содержащих кобальт, а также витаминно-минеральных комплексов должен производиться только по рекомендации лечащего врача.
Кобальт играет важную роль в жизнедеятельности человеческого организма, так как входит в состав витамина В12 (в молекуле этого витамина атом кобальта находится в центре). Также этот микроэлемент принимает участие в процессе образования красных кровяных телец, влияет на ферментативные процессы, необходим для нормального гемопоэза (процесса кроветворения).В сформировавшемся организме сконцентрировано примерно 15 мг этого минерального вещества. В основном кобальт концентрируется в печени, селезенке, костной ткани, мышечной ткани и крови.
Роль кобальта в организме человека:
Суточная потребность в кобальте:
С точной дозой кобальта определиться сложно, так как в разных источниках указаны противоречивые данные. Но в общем можно сказать, что содержание микроэлемента находится в пределах: не менее 8 мкг и не более 200 мкг.
Симптомы недостатка кобальта:
общая слабость и быстрая утомляемость; ухудшение памяти; анемия и аритмии; нарушение функций ЦНС (центральной нервной системы); атрофия слизистой желудочно-кишечного тракта; замедляется процесс выздоровления после заболеваний; замедляется общее развитие организма у детей.В общем, нарушается работа всех тех органов, в состав которых входит кобальт и на работу которых влияет.
Симптомы избытка кобальта:
Кобальт становится токсичным в количестве от 200 мг до 500 мг, но избыточное поступление этого металла встречается довольно редко. К основным проявлениям избытка относят: бронхиальная астма; гиперплазия (увеличение количество клеток в тканях) щитовидной железы; повышенное артериальное давление; контактный дерматит; поражение сердца; «кобальтовая» пневмония; поражение слухового нерва; увеличение количества липидов и эритроцитов в крови.
В каких продуктах содержится кобальт:
Наибольшие количества кобальта обнаружены в бобовых и зерновых культурах, овощах, в мясных (кролик, говядина) и морских продуктах, чае.
Кобальт является жизненно важным микроэлементом, необходимым для нормального функционирования нервной и эндокринной системы, а также процесса кроветворения.
В человеческом организме кобальт в активной форме попадает вместе с (кобаламин), а так же в составе поливитаминов.
Процесс усвоения этого микроэлемента происходит в кишечнике, поэтому у людей с нарушением работы ЖКТ может наблюдаться дефицит этого вещества.
Лидеры по содержанию
Полезно знать, сколько и каких продуктов следует включить в дневной рацион, чтобы в организме не возник дефицит необходимого элемента.
Из таблицы ниже вы узнаете, в каких продуктах питания содержится кобальт, где его больше всего.
| Продукты | Содержание кобальта, мкг/100 г | Сколько продукта требуется в сутки, г | В каком виде лучше употреблять |
| Кальмар | 95 | 11 | Суп или салат из морепродуктов |
| Белые грибы | 6 | 167 | Суп с грибами, грибное рагу, соус |
| Соя | 31,2 | 32 | Соус, тушеная |
| Морской окунь, треска | 30 | 33 | Запеченный, отварной |
| Какао-бобы | 27 | 37 | В виде напитка |
| Манная крупа | 25 | 40 | Каша с фруктами на воде или с небольшим количеством молока |
| Яйцо куриное | 10 | 100 | Омлет, вареное (всмятку или в мешочек) |
| Хек, камбала, ледяная рыба, креветки | 20 | 50 | В запеченном или тушеном виде. |
| Креветки | 12 | 83 | В салате. |
| Говяжья печень | 19,9 | 50 | Паштет |
| Фасоль | 18,7 | 53 | Пюре |
| Горох | 13,1 | 76 | Свежий, замороженный, суп |
| Куриное филе | 9 | 111 | Отварное или запеченное |
| Фундук | 12,3 | 81 | В свежем виде |
| Груша | 10 | 100 | В свежем виде |
| Чеснок | 9 | 111 | Добавлять в овощные и мясные блюда за минуту до готовности |
| Овес | 8 | 125 | Каша на воде с фруктами и орехами или с овощами |
| Помидоры | 6 | 167 | Тушеные, томатная паста, свежие |
| Картофель | 5 | 200 | Печеный, пюре |
| Салат | 4 | 250 | В свежем виде с картофелем, мясными или рыбными блюдами |
| Редис | 3 | 333 | В салате, окрошке |
| Абрикосы, виноград, дыня, малина | 2 | 500 | Свежие, соки |
| Кисломолочные продукты | 1 | 1000 | В свежем виде |
Больше всего кобальта в рыбных и мясных продуктах. Получающие малое количество микроэлемента вегетарианцы обрекают себя на раннюю старость и подвержены многим опасным заболеваниям.
Месторождения, добыча
Количество месторождений руд на планете исчисляется единицами.
Три пятых мировых запасов сырья (6 млн. тонн) приходится на одну страну мира – Конго. Государство располагается в Центральной Африке.
Другие страны с богатыми резервами (тыс. тонн):
- Австралия – 1000;
- Куба – 500;
- Филиппины – 290;
- Замбия, Канада – по 270;
- Россия – 250.
Беднее залежи у Франции, Казахстана, США.
Добыча ведется карьерным способом.
Продукты, содержащие кобальт в большом количестве
Процентное содержание кобальта в продуктах во многом зависит от условий, в которых росло и развивалось растение или животное. В растворенном виде химический элемент присутствует в морской воде, содержится он и в почве, горных породах. Попадая в живой организм, он частично усваивается, накапливаясь в тканях, участвует в производстве бактериями витамина В12. Рекордное количество микроэлемента обнаружено в моллюсках и промысловых рыбах, выросших на просторах океанов.
Важно! Хронический недостаток кобальта может возникнуть у людей, придерживающихся строгих диет, при неправильном или вегетарианском питании
Рыба и морепродукты
Наибольший процент содержания кобальта – в рыбе и морепродуктах. После значительных физических нагрузок, при большой кровопотере, в том числе у женщин при обильных менструациях, рекомендуется употреблять продукты, насыщенные кобальтом и железом. Фаворитами по содержанию являются:
- ставрида, тунец и окунь;
- печень трески и ее мясо;
- кальмар, устрицы и креветки;
- кета, зубатка и салака;
- скумбрия, анчоус;
- мойва, минтай, судак;
- горбуша и пеламида.
Для насыщения организма необходимым металлом подходит как свежая и замороженная рыба, так и консервированная.
Мясо
Признанным лидером по содержанию полезного микроэлемента является также мясо птиц и животных. В организме он накапливается в основном в печени, почках, лимфоузлах и железах. Небольшое количество есть и в крови. Богаты металлом следующие виды мясной продукции:
- субпродукты – мозги, печень, почки и сердце;
- птица – перепела, индейка, курица, гусь и утка;
- говядина и телятина;
- свинина и баранина;
- конина и мясо кролика.
Совет! Пища, имеющая в своем составе кроме кобальта еще и медь с марганцем, позволяет дольше сохранить молодость, избежать появления седины.
Свинина с зеленью, цитрусовым или ягодным соусом – это оптимальное блюдо для правильного и полезного питания
Орехи
Орехи – это кладовая полезных витаминов и микроэлементов. В состав некоторых из них входит и синий металл:
- фундук, фисташки и мускатный орех;
- грецкий орех, семена мака.
Небольшое количество орехов придает силы и восполняет недостаток микроэлемента в организме.
Кисломолочные продукты
В составе кисломолочных продуктов, созданных на основе натурального молока, также есть в наличии кобальт:
- сметана и простокваша;
- кефир и творог;
- йогурт и бифидок;
- ацидофилин, сыр.
Не менее полезны сливки, сгущенное молоко, масло сливочное и десерты с использованием натуральных молочных продуктов – мороженое, крема, муссы. Особенно высоко содержание микроэлемента в овечьем молоке.
Соя
Соя относится к бобовым культурам и является одним из признанных чемпионов по содержанию кобальта – 31,2 мг на 100 г продукта. Употреблять можно как в сыром, так и в термически обработанном виде.
Из сои делают много полезных продуктов питания, в том числе для вегетарианцев и людей, соблюдающих пост
Какао
Теплый напиток на основе натуральных какао-бобов или кусочек горького шоколада эффективно восстанавливает силы. Также эти продукты насытят организм необходимым кобальтом.
Ягоды
Среди растительных продуктов существуют свои лидеры по содержанию синего металла:
- земляника и клубника;
- черная смородина и, в меньшей степени, красная;
- виноград и малина;
- клюква, вишня.
Можно наслаждаться дарами природы в свежем виде, сварить ягодный морс или варенье, постряпать пирожки с ягодами.
Ягоды, содержащие кобальт, не только вкусны, но и полезны
Кобальтовые краски
Первой кобальтовой краской, вошедшей в живопись, была шмальта, открытие которой относится к половине XVI в. Шмальта является одним из видов синего кобальтового стекла, обращенного в порошок, а потому и не имеет кроющих способностей. Вследствие дороговизны натурального ультрамарина ею очень часто пользовались мастера эпохи Возрождения, которым она приносила немало затруднений вследствие отсутствия у нее способности крыть на масле.
Шмальтой пользуются и в наше время; высшие сорта ее носят название королевской лазури
(Königsblau), которая получается сплавлением окислов кобальта с песком и поташом.
Синюю кобальтовую краску, обладающую всеми необходимыми для живописи свойствами, удалось открыть значительно позже (в 1804 г.).
В конце XIX в. открыта зеленая кобальтовая краска.
В 1859 г, был открыт фиолетовый кобальт.
Кобальтовые краски очень красивы по цвету (за исключением шмальты), прочны во всех отношениях и применяются во всех способах живописи. Цена их в продаже высока.
Синий кобальт
Синяя Тенара. Bleu de cobalt, bleu de Thénard, bleu céleste. Kobaltblau, Thenardblau. Cobalt blue.
Краска имеет своеобразный синий цвет, напоминающий цвет натурального ультрамарина.
В продаже имеются различные сорта кобальта светлого и темного оттенков с большим или меньшим содержанием окислов кобальта.
Химический состав краски — соединение глинозема с закисью кобальта (кобальт-алюминат) в смешении с глиноземом.
Так как примесь глинозема придает кобальтовой краске несвойственный ей красноватый оттенок, то в последнее время она часто заменяется окисью цинка. Красящего начала, т. е. окисла кобальта в синей Тенара, не более 2 %; все же остальное принадлежит глинозему и окиси цинка.
Вследствие малого процентного содержания в краске красящего начала — окисла кобальта — синий кобальт теряет до известной степени в цвете: в масляной живописи — при пожелтении масла, в акварельной — при пожелтении бумаги.
На основании сказанного у многих живописцев возникает сомнение в прочности этой краски. Между тем в данном случае изменение цвета кобальта лишь кажущееся, и при устранении желтизны в бумаге и масле изменившийся в цвете синий кобальт снова приобретает свой первоначальный цвет.
Кобальтовая синяя имеет лессировочные и кроющие способности, масла берет до 140%, но сохнет с ним быстро и сушит смешанные с ним краски, причем слой ее нередко покрывается трещинами.
Последнее обстоятельство объясняется тем, что кобальтовые соединения (уксуснокислый кобальт особенно) являются сильнейшими сиккативами для масел. Сиккативы эти в позднейшее время стали приобретать широкую популярность.
Смесь кобальтовой синей и парижской лазури идет в продажу под названием краски цианин.
Приготовление синего кобальта ведется различно.
По способу Тенара водная фосфорнокобальтовая соль смешивается со свежеосажденным глиноземом; смесь высушивается и подвергается в тигле вишнево-красному калению, под влиянием которого соли глинозема и кобальта обезвоживаются и вступают между собой в химическое соединение.
Распознавание. Едкие щелочи не действуют на краску. К действию кислот она значительно более устойчива, нежели ультрамарин.
Зеленый кобальт
Риннманова зелень.
Vert de cobalt. Kobaltgrün, Rinnmans grün. Cobalt green.
Имеет очень красивый цвет, оттенки которого различны; темные из них прозрачны.
Химический состав краски — соединение окиси цинка с закисью кобальта.
Приготовление краски ведется таким образом: азотнокобальтовая соль (не содержащая солей железа) растворяется в самом малом количестве воды и сюда прибавляются затем цинковые белила (безупречной чистоты); образовавшуюся массу высушивают и подвергают тёмно-красному калению, после чего измельчают в порошок.
От пропорции взятых составных элементов зависят разнообразные оттенки краски. В позднейшем способе гидраты окиси цинка и кобальта смешиваются с водой, высушиваются и прокаливаются.
Риннманова зелень имеет среднюю кроющую силу, масла берет сравнительно много и сохнет хорошо. Применима во всех способах живописи.
Прокаливанием хромовой окиси, глинозема и закиси кобальта получается краска, носящая название Grünblauoxyd[8], которая, подобно зеленому кобальту, обладает большой прочностью.
Распознавание.
С концентрированной соляной кислотой (при нагревании) образуется раствор с розовой окраской. При обыкновенной температуре разведенные кислоты и щелочи на краску не действуют.
Церулеум
Целин. Bleu coeruleum. Cölinblau, Cöruleum. Cerulean blue.
Краска светло-голубого цвета с зеленоватым оттенком. По химическому составу близка синему кобальту (глинозем заменен в ней окисью олова).
Пригодна во всех способах живописи.
Фиолетовый кобальт
Violet de cobalt.
Kobaltviolet. Cobalt violet.
Красивая фиолетовая краска, близкая по цвету анилиновой Маджента. Химический состав ее — фосфорнокислая закись кобальта.
Сливая растворы какой-либо кобальтовой соли с фосфорнокислым натром, получают в осадке розово-красную водную фосфорнокислую закись кобальта, которая при прокаливании теряет свою воду и обращается в фиолетовый кобальт.
Он обладает всеми достоинствами лучших кобальтовых красок и применяется во всех способах живописи, не исключая живописи по фарфору и стеклу.
Краска, носящая название в продаже «светлый фиолетовый кобальт», не должна быть смешиваема с первой.
Она состоит из мышьяковокислой закиси кобальта, ядовита и не обладает достоинствами фиолетового кобальта. При прокаливании она выделяет белые пары с запахом чеснока.
