કોબાલ્ટ

કોબાલ્ટ : આવર્તકોષ્ટકના 9મા (અગાઉના VIIIA) સમૂહનું સંક્રાન્તિ ધાતુતત્વ. સંજ્ઞા, Co છે.

ઇતિહાસ : ઇજિપ્ત તથા બૅબિલોનિયામાંથી મળેલા વાદળી રંગના માટીકામના ટુકડા (ઈ. પૂ. 1450) દર્શાવે છે કે કોબાલ્ટ તેના વાદળી રંગને કારણે સિરામિક ઉદ્યોગમાં વપરાતું હશે. 1735માં બ્રાન્ડ્ટ દ્વારા તે શોધાયું અને તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ 1780માં બર્ગમૅને કર્યો.

પરમાણુ–આંક : 27^o; ઇલેક્ટ્રૉન-સંરચના : 2, 8, 15, 2 અથવા [Ar] 3d⁷45²; પરમાણુ-ભાર : 58.94; ઉત્કલન-બિંદુ : 3100^o સે., ગલન-બિંદુ : 1495^o સે.; પરમાણુ-ત્રિજ્યા : 1.25 ; પ્રથમ આયનીકરણશક્તિ : 181 કિ. કેલરી/મોલ; ઘનતા : 8.9 ગ્રા./ઘ.સેમી.; ઑક્સિ. આંક : + 2 (ગુલાબી), + 3 (વાદળી).

પ્રાપ્તિસ્થાન તથા ધાતુકર્મ : કોબાલ્ટ ખડકો, દરિયાનું પાણી, ઉલ્કાઓ વગેરેમાં હોય છે. કોબાલ્ટ માટેના ખાણ-ઉદ્યોગો બહુ અલ્પ છે. મોટાભાગનું કોબાલ્ટ કૉપર તથા નિકલનાં ખનિજોમાંથી આડપેદાશ તરીકે મેળવવામાં આવે છે.

તેની મુખ્ય ખનિજો : લિનાઇટી Co₃S₄ (31 %થી 40 % સુધી Co; બેલ્જિયન કૉંગો તથા મિસૂરી); સ્મેલ્ટાઇટ CoAs₂ (28 % Co; જર્મની, કૅનેડા, મોરોક્કો); કોબાલ્ટાઇટ CoAsS (35.5 % Co; કૅનેડા, બર્મા, ઑસ્ટ્રેલિયા); ઇરિથ્રાઇટ 3CoOAs₂S₅.8H₂O (29.5 % Co; કૅનેડા, જર્મની, મોરોક્કો).

બીજી ધાતુઓથી તેને જુદું પાડવું પડતું હોવાને કારણે કોબાલ્ટની ધાતુક્રિયા જટિલ હોય છે; પરંતુ બધી વિધિઓના છેવટના તબક્કામાં કોબાલ્ટ ઑક્સાઇડનું કાર્બન દ્વારા રિડક્શન સામાન્ય છે.

કોબાલ્ટ સલ્ફેટનું વિદ્યુત વિભાજન કરવાથી પણ શુદ્ધ Co મળે છે.

ખનિજને ફલોટેશન પદ્ધતિથી સંકેન્દ્રિત કર્યા બાદ ભઠ્ઠીમાં ગરમ કરતાં તેમાંનું As તથા S દૂર થાય છે. ત્યારબાદ તેને બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં લાઇમસ્ટોન તથા રેતી (ફ્લક્સ તરીકે) સાથે ગરમ કરતાં બનતા કાદવ(સ્લૅગ)માં Fe તથા As અને Sbના ક્ષારો નીકળી જાય છે. હવે તેને ફરી દળીને ગરમ કરતાં As, Sb નીકળી જશે. સંકેન્દ્રિત H₂SO₄ સાથે ગરમ કરતાં તેમજ લાઇમસ્ટોન દ્વારા અવક્ષેપન કરવાથી Fe, As, Sb અને સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ દ્વારા અવક્ષેપન કરવાથી કોબાલ્ટ પૅરૉક્સાઇડ મળે છે (નિકલને બેઝિક કાર્બોનેટ તરીકે દૂર કરાય છે). આ પૅરૉક્સાઇડને ભઠ્ઠીમાં કાર્બન તથા લાઇમસ્ટોન સાથે ગરમ કરતાં કોબાલ્ટ મળે છે. આમાં 1 % કાર્બન હોય છે.

કોબાલ્ટના ગુણધર્મો તથા તેનાં સંયોજનો : કોબાલ્ટના +2 ઓ. આંકવાળાં સંયોજનો બહોળા પ્રમાણમાં મળે છે. +3 ઓ. આંકની સ્થિતિમાં Co⁺³ આયન એટલો બધો શક્તિશાળી ઉપચયનકર્તા છે કે કોબાલ્ટ (III) ક્ષારો પાણી સાથે પ્રબળ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

4Co⁺³(aq) + 6H₂O (l) = 4 Co⁺² (aq) + O2(g)⁺⁴ H₃O⁺¹(aq)

કોબાલ્ટ્સ ક્લોરાઇડ, સલ્ફેટ, નાઇટ્રેટ વગેરે જાણીતાં છે. પાણી સાથે તેઓ હાઇડ્રેટ્સ બનાવે છે. આવા હાઇડ્રેટ ક્ષારો રાતા રંગના હોઈ પાણીમાં ગુલાબી દ્રાવણ આપે છે. નિર્જળ સ્થિતિમાં આ ક્ષારો વાદળી રંગના હોય છે. કોબાલ્ટ્સ ક્લોરાઇડના ગુલાબી રંગના સંકેન્દ્રિત દ્રાવણને ગરમ કરવાથી રંગ બદલાઈને ઘેરો જાંબલી બને છે, જે ઠંડો પડતાં ફરી ગુલાબી બને છે. આવાં દ્રાવણોમાં જો Cl^–ની સંકેન્દ્રિતતા વધારીએ (HCl ઉમેરીને) તો આ દ્રાવણનો રંગ ઘેરો વાદળી બનશે. આ રંગફેરનું કારણ નીચેનું સમતોલન છે.

આ ઉપરાંત કોબાલ્ટ ઘણાં સંકીર્ણો પણ બનાવે છે જે ઉપચયન દ્વારા કોબાલ્ટિક સ્થિતિમાં ફેરવાય છે. મોટાભાગનાં

સંકીર્ણોમાં કોબાલ્ટ +3 સ્થિતિમાં હોય છે. દા.ત., [Co(NH₃)₆]⁺³; [Co(NH₃)₅Cl]⁺²; [Co(NH₃)₄Br₂]⁺¹; [Co(NH₃)₃ (NO₂)₃]; [Co(CN)₆]^-3

કોબાલ્ટ્સ આયનવાળા દ્રાવણમાં એસેટિક ઍસિડ તથા પોટૅશિયમ નાઇટ્રાઇટ ઉમેરતાં પોટૅશિયમ હેક્ઝાનાઇટ્રિટોકોબાલ્ટીએટ [K₃Co(NO₂)₆] પીળા અવક્ષેપ રૂપે મળે છે. આ Co⁺²ની કસોટી તરીકે વપરાય છે અને નિકલ ક્ષારોથી અલગ પારખવા માટેની ઉપયોગી કસોટી છે.

Co⁺²+3K⁺¹+ 7NO₂^–1+2H⁺=K₃Co(NO₂)_6(s)+NO+H₂O

ઉપયોગો : ઉદ્દીપક તરીકે કોબાલ્ટ ઉદ્યોગોમાં બહુલીકરણ, ઑક્સિડેશન, ડિહાઇડ્રેશન તથા હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડના ઉત્પાદનમાં, નાઇટ્રાઇલ સંશ્લેષણમાં, ઓલિફિનના એમિનેશન માટે તેમજ ઍસેટિલીનના વિઘટન માટે વપરાય છે. ક્રૂડ ઑઇલમાંથી સલ્ફર દૂર કરવા માટે કોબાલ્ટા-મોલિબ્ડેના-ઍલ્યુમિના (CMA) ઉદ્દીપક વપરાય છે. કોબાલ્ટના ઉત્પાદનના 80 % મિશ્રધાતુઓ બનાવવા વપરાય છે.

કોબાલ્ટના દસ સમસ્થાનિકોમાંથી કોબાલ્ટ Co⁵⁹ સ્થાયી છે તથા કુદરતમાં પણ મળે છે. રેડિયોઆઇસોટોપ Co⁶⁰નો અર્ધજીવન-કાળ 5.2 વર્ષનો છે તથા બીટા અને ગૅમા કિરણો છોડીને તે ધીરે ધીરે વિઘટિત થાય છે. Co⁶⁰ તથા બીજા સમસ્થાનિકો રાસાયણિક, ભૌતિક તેમજ જીવવૈજ્ઞાનિક સંશોધનોમાં વપરાય છે.

Co⁶⁰ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલાં ગૅમા કિરણો કૅન્સર-થેરાપીમાં વપરાય છે. પાંડુ રોગના ઉપચાર માટે કોબાલ્ટ ક્ષારો વપરાશમાં છે. વિટામિન B12માં કોબાલ્ટ (+3) હોય છે. આ વિટામિનનું સંકીર્ણ બંધારણ 1956માં એક્સ-કિરણોના અભ્યાસ દ્વારા ડોરોથી હૉજક્ધિો (નોબેલ પ્રાઇઝ 1964) શોધ્યું તથા તેનું સંપૂર્ણ સંશ્લેષણ આર. બી. વુડવર્ડ (હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટી) તથા ઇશ્ચન મોસર (સ્વિસ ફેડરલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટૅક્નૉલૉજી) દ્વારા કરવામાં આવ્યું. આ જટિલ અણુના સંશ્લેષણમાં લગભગ 100 વૈજ્ઞાનિકોના જૂથે કામ કર્યું તથા તેમાં લગભગ 90 જેટલી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ જરૂરી બની. આ સંશ્લેષણ-કામને પૂરાં 11 વર્ષ લાગેલાં. કાર્બધાત્વીયબંધ ધરાવતો આ એકમાત્ર જૈવઅણુ (biomolecule) છે.

જ. પો. ત્રિવેદી