Кобальт входит в состав гемоглобина

Кобальт: кровь в порядке!

Кровь в порядке!

Кобальт в организме человека стимулирует кроветворение, входит в состав В12-зависимых ферментов, активирует ряд ферментативных процессов.

Кобальт активирует накопление соединений, первичными предшественниками которых являются ароматические аминокислоты (фенилаланин, тирозин, триптофан), т.е. всех фенолов, некоторых групп алкалоидов (производные тропана, индола).

Суточная потребность организма человека — 20-50 мкг. По другим данным за сутки человек должен получать с пищей 0,1-0,2 мг кобальта. Дефицит кобальта наблюдается при недостаточном поступлении этого элемента в организм (10 мкг/сутки и менее).

В организме взрослого человека содержится около 1,5 мг кобальта: на печень приходится 0,11 мг, скелетные мышцы — 0,20 мг, кости — 0,28 мг, волосы — 0,31 мг, жировую ткань — 0,36 мг.

В среднем в желудочно-кишечном тракте всасывается около 20% поступившего кобальта. Из организма кобальт выводится с калом (около 80%) и с мочой (10%).

Биологическая роль в организме человека. Кобальт является жизненно необходимым элементом для человека. Он входит в состав витамина В12 (кобаламин), который содержит около 4,5% кобальта, активно участвует в ферментативных процессах и образовании гормонов щитовидной железы, угнетает обмен йода, входит в состав инсулина, способствует выделению воды почками. Кобальт повышает усвоение железа и синтез гемоглобина, является мощным стимулятором эритропоэза.

Процесс кроветворения у человека и животных может осуществляться только при нормальном взаимодействии трех биоэлементов — кобальта, меди и железа. Следует отметить, что механизм влияния кобальта на гемопоэз продолжает оставаться неясным. Известно, что при введении кобальта в костный мозг увеличивается образование молодых эритроцитов и гемоглобина. Однако, для этого необходимо наличие в организме достаточного количества железа.

Витамин B12, кроме своего действия на процессы кроветворения, весьма эффективно влияет на обмен веществ, в первую очередь на синтез белков, а также обладает способностью восстанавливать -S-S- группы, участвующие в процессах блокирования и утилизации токсичных элементов. При недостаточном потреблении кобальта проявляются некоторые нарушения функции центральной нервной системы, малокровие, снижение аппетита.

Кобальт способен избирательно угнетать дыхание клеток злокачественных опухолей и, тем самым, их размножение.

Специфическим свойством кобальта считают его способность в два-четыре раза усиливать противомикробные свойства пенициллина.

Синергисты и антагонисты кобальта. Повышенное содержание белка и железа в пище замедляют усвоение кобальта в желудочно-кишечном тракте; медь и цинк, наоборот, усиливают этот процесс.

Избыток кобальта может приводить к нарушению метаболизма йода в щитовидной железе.

Признаки недостаточности кобальта: общая слабость, утомляемость, снижение памяти, вегетососудистые нарушения; аритмии, анемии, замедленное развитие в детском возрасте; медленное выздоровление после заболеваний.

Дефицит кобальта часто встречается у вегетарианцев, лиц с нарушениями функций органов желудочно-кишечного тракта, спортсменов, получающих повышенные физические нагрузки, а также при кровопотерях и глистной инвазии.

Недостаточное поступление кобальта в организм приводит к недостаточному синтезу витамина В12 и к анемии, а также отягощает эндемический зоб.

Повышенное количество кобальта в организме может наблюдаться при избыточном приеме витамина В12. Соли кобальта используются при производстве некоторых сортов пива, что в ряде случаев приводит к развитию у его потребителей «кобальтовой» кардиопатии.

Избыток кобальта подавляет синтез витамина В12 и тормозит важнейшие энзиматические реакции синтеза тироксина.

Кобальт необходим: при аритмии, анемиях (особенно B12-дефицитной анемии), кровопотерях, вегетососудистой дистонии, глистной инвазии.

Пищевые источники кобальта: овощи: кабачки, капуста белокочанная, картофель, ламинария (морская капуста), лук репчатый, морковь, огурцы, патиссоны, перец острый (чили), перец сладкий, редис, редька черная, репа, свекла, пастернак, петрушка, сельдерей, спаржа, томаты, топинамбур, тыква, чеснок; зелень: базилик, лук зеленый, лук-порей, зелень петрушки, руккола, салат, зелень сельдерея, укроп, черемша, зелень чеснока, шпинат, щавель, эстрагон; фрукты: авокадо, абрикосы, айва, ананасы, апельсины, арбуз, виноград, вишни, гранат, грейпфрут, груши, дыня, земляника, инжир, калина, киви, кизил, клюква, крыжовник, лимоны, малина, мандарины, персики, рябина черноплодная, сливы, смородина красная, смородина черная, фейхоа, хурма, черешня, черника, шелковица, яблоки; сухофрукты: изюм, инжир сушеный, курага, чернослив; грибы: белые грибы, лисички, шампиньоны; орехи и семена: арахис, кешью, кунжут, мак, макадамия, миндаль, орех бразильский, орех грецкий, орех кедровый, семена подсолнечника, семена тыквы, фисташки, фундук; злаковые и бобовые: бобы, горох, гречка, кукуруза, овес, пшено, пшеница мягкая, пшеница твердая, рис белый длиннозерный, рис белый круглозерный, рис нешлифованный, рис дикий, рожь, соя, фасоль, чечевица, ячмень; растительные масла: тыквенное масло; говяжья и (особенно) телячья печень, говядина, молоко.

А какова роль кобальта у растений?

Источник

Кобальт

У этого термина существуют и другие значения, см. Кобальт.

Внешний вид простого вещества
Блестящий, серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Кобальт / Cobaltum (Co), 27
Атомная масса (молярная масса)	58,933195(5)[1] 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[2] 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

Ко́бальт — элемент девятой (по старой классификации — побочной подгруппы восьмой) группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер — 27. Обозначается символом Co (лат. Cobaltum). Простое вещество кобальт — серебристо-белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Co с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Co с кубической гранецентрированной решёткой, температура перехода α↔β 427 °C[2].

Происхождение названия

Название химического элемента кобальт происходит от нем. Kobold — домовой, гном. При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. В этом происхождение названия кобальта схоже с происхождением названия никеля.

В 1735 году шведский минералог Георг Брандт сумел выделить из этого минерала неизвестный ранее металл, который и назвал кобальтом. Он выяснил также, что соединения именно этого элемента окрашивают стекло в синий цвет — этим свойством пользовались ещё в древних Ассирии и Вавилоне.

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.

Нахождение в природе

Массовая доля кобальта в земной коре 4⋅10−3%.

Кобальт входит в состав минералов: каролит CuCo2S4, линнеит Co3S4, кобальтин CoAsS, сферокобальтит CoCO3, смальтин CoAs2, скуттерудит (Co, Ni)As3 и других. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов. Кобальту сопутствуют железо, никель, хром, марганец и медь.

Содержание в морской воде приблизительно (1,7)⋅10−10%.

Месторождения

Самый крупный производитель кобальта — Китайская народная Республика[3]. Также есть богатые месторождения в Канаде, США, Франции, Замбии, Казахстане, России.

Получение

Кобальт получают в основном из никелевых руд, обрабатывая их растворами серной кислоты или аммиака. Также используется методы пирометаллургии. Для отделения от близкого по свойствам никеля используется хлор, хлорат кобальта (Co(ClO3)2) выпадает в осадок, а соединения никеля остаются в растворе.

Изотопы

Кобальт имеет только один стабильный изотоп — 59Co (изотопная распространённость 100[4] %). Известны ещё 22 радиоактивных изотопа кобальта.

Физические свойства

Кобальт — твёрдый металл, существующий в двух модификациях. При температурах от комнатной до 427 °C устойчива α-модификация. При температурах от 427 °C до температуры плавления (1494 °C) устойчива β-модификация кобальта (решётка кубическая гранецентрированная). Кобальт — ферромагнетик, точка Кюри 1121 °C. Желтоватый оттенок ему придаёт тонкий слой оксидов.

Химические свойства

Оксиды

• На воздухе кобальт окисляется при температуре выше 300 °C.
• Устойчивый при комнатной температуре оксид кобальта представляет собой сложный оксид Co3O4, имеющий структуру шпинели, в кристаллической структуре которого одна часть узлов занята ионами Co2+, а другая — ионами Co3+; разлагается с образованием CoO при температуре выше 900 °C.
• При высоких температурах можно получить α-форму или β-форму оксида CoO.
• Все оксиды кобальта восстанавливаются водородом:

• Оксид кобальта (III) можно получить, прокаливая соединения кобальта (II), например:

Другие соединения

• При нагревании кобальт реагирует с галогенами, причём соединения кобальта (III) образуются только с фтором.

• С серой кобальт образует 2 различных модификации CoS. Серебристо-серую α-форму (при сплавлении порошков) и чёрную β-форму (выпадает в осадок из растворов).
• При нагревании CoS в атмосфере сероводорода получается сложный сульфид Со9S8
• С другими окисляющими элементами, такими, как углерод, фосфор, азот, селен, кремний, бор. Кобальт тоже образует сложные соединения, являющиеся смесями, где присутствует кобальт со степенями окисления 1, 2, 3.
• Кобальт способен растворять водород, не образуя химических соединений. Косвенным путём синтезированы два стехиометрических гидрида кобальта СоН2 и СоН.
• Растворы солей кобальта CoSO4, CoCl2, Со(NO3)2 придают воде бледно-розовую окраску. Растворы солей кобальта в спиртах тёмно-синие. Многие соли кобальта нерастворимы.
• Кобальт образует комплексные соединения. В степени окисления +2 кобальт образует лабильные комплексы, в то время как в степени окисления +3 — очень инертные. Это приводит к тому, что комплексные соединения кобальта(III) практически невозможно получить путём непосредственного обмена лигандов, поскольку такие процессы идут чрезвычайно медленно. Наиболее известны аминокомплексы кобальта.

Наиболее устойчивыми комплексами являются лутеосоли (например, [Co(NH3)6]3+) жёлтого цвета и розеосоли (например, [Co(NH3)5H2O]3+) красного или розового цвета.

• Также кобальт образует комплексы с CN−, NO2− и многими другими лигандами. Комплексный анион гексанитрокобальтат [Co(NO2)6]3- образует нерастворимый осадок с катионами калия, что используется в качественном анализе.

Применение

• Легирование кобальтом стали повышает её жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и т. п.
• Магнитные свойства сплавов кобальта находят применение в аппаратуре магнитной записи, а также сердечниках электромоторов и трансформаторов.
• Для изготовления постоянных магнитов иногда применяется сплав, содержащий около 50 % кобальта, а также ванадий или хром.
• Кобальт применяется как катализатор химических реакций.
• Кобальтат лития применяется в качестве высокоэффективного положительного электрода для производства литиевых аккумуляторов.
• Силицид кобальта — отличный термоэлектрический материал, он позволяет производить термоэлектрогенераторы с высоким КПД.
• Радиоактивный кобальт-60 (период полураспада 5,271 года) применяется в гамма-дефектоскопии и медицине.
• 60Со используется в качестве топлива в радиоизотопных источниках энергии.

Биологическая роль

Кобальт — один из микроэлементов, жизненно важных организму. Он входит в состав витамина В12 (кобаламин). Кобальт задействован при кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях. Потребность человека в кобальте — 0,007-0,015 мг, ежедневно. В теле человека содержится 0,2 мг кобальта на каждый килограмм массы человека. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз.

Токсикология

Избыток кобальта для человека вреден.

В 1960-х годах соли кобальта использовались некоторыми пивоваренными компаниями для стабилизации пены. Регулярно выпивавшие более четырёх литров пива в день получали серьёзные побочные эффекты на сердце, и, в отдельных случаях, это приводило к смерти. Известные случаи т. н. кобальтовой кардиомиопатии в связи с употреблением пива происходили с 1964 по 1966 годы в Омахе (штат Небраска), Квебеке (Канада), Левене (Бельгия), и Миннеаполисе (штат Миннесота). С тех пор его использование в пивоварении прекращено, и в настоящее время является незаконным[5][6].

ПДК пыли кобальта в воздухе 0,5 мг/м³, в питьевой воде допустимое содержание солей кобальта 0,01 мг/л.

Токсическая доза (LD50 для крыс) — 50 мг.

Особенно токсичны пары октакарбонила кобальта Со2(СО)8.

Стоимость металлического кобальта

Из-за политической ситуации в бассейне реки Конго в конце 1970-х, цена на кобальт за год поднялась на 2000 %.

На 20 января 2013 года стоимость кобальта на мировом рынке, по данным geo.ru, составляет около 26 долл./кг.

Примечания

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. ↑ 1 2 Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л.. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 414. — 671 с. — 100 000 экз.
3. ↑ Мировая добыча кобальта по странам
4. ↑ Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3-128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729….3A.
5. ↑ Разные вопросы // truealcohol.land.ru
6. ↑ Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 14 ноября 2001 г. N 36 «О введении в действие санитарных правил» (с изменениями и дополнениями)

Ссылки

• Кобальт на Webelements
• Кобальт в Популярной библиотеке химических элементов

Источник