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曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

由 晏煒觀點致勝 發表于 農業2021-07-05

簡介那種被稱為“妖魔”一樣的礦石,實際是鈷的化合物,輝鈷礦,含有鈷、硫、砷元素

鈷藍色是什麼樣的

化學界的顏值擔當,公認是銅離子,有人甚至為它寫詩:你知道嗎,你是那般靜謐夢幻,而我,迷失在這深藍,遇見你,遇見一場風花雪月,一起沉淪,一起dance——-這首詩叫《當NaOH遇見CuSO4》。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

其實,還有一種元素,它的化合物有著同樣誘人的藍色,不一樣的是,它卻被稱為“妖魔”,這就是鈷。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

鈷,雖然在科學家手中提純為單質才200多年,但它為人類服務已經有兩千多年的歷史了。古希臘人和羅馬人曾經用它的化合物製造有色玻璃,生成美麗的深藍色。這就是傳說中的流行色——鈷藍。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

這種深藍很漂亮,美到無法用“鈷藍”之外的顏色來替代。中國人也用鈷來製作藍色的陶瓷,最有名的就是唐三彩。後世專家收藏唐三彩的時候,對鈷藍是非常看重的,有“三彩

掛藍

,價值連城”的說法。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

鈷不僅好看,用途也很大。鈷對生命至關重要,它是製作維生素B12的核心元素。維生素B12也被叫做鈷胺素,能促進細胞生長。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

鈷是一種非常硬的銀色金屬,所有元素中,除了鐵和鎳,只有鈷具備磁性。當超級“硬氣”的鈷和其他金屬結合在一起的時候,它可以產生一系列的超級合金。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

鈷元素耐磨耐腐蝕,所以,鈷合金,鈷塗層隨處可見,從飛機渦輪到人造骨骼替代品,從機械工業到化工工業,醫學領域都得到了廣泛的運用。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

我們生活中最常見的鈷元素,位於手機電池裡。上世紀八十年代以前,電池儲量小、效能不穩定,解決電池能源瓶頸成為了科學家最關注的問題之一。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

是美國化學家約翰·古迪納夫發明了鈷酸鋰電池。時至今日,我們所用的智慧手機、膝上型電腦、充電寶,乘坐的電動汽車,都離不開鈷酸鋰電池。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

那麼,既然鈷元素這麼漂亮,用處也不小,為什麼會被說成是“妖魔”呢?

17世紀,德國薩克森州的礦洞裡,就發現了鈷礦石,當時的礦工並不認識這種奇怪的石頭。而詭異的是,開採這種石頭的工人隨後大多染上了疾病,因此,工人們開始稱它為“妖魔”。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

當時,專門研究鈷礦石的阿格里科拉教授發現,這種礦石與輝銅礦的外形很相似,遇酸也變成深藍色的溶液。但讓他頭痛的是,他用盡了當時的提純礦石手段,但仍然找不到這種礦石裡藏著的秘密。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

阿格里科拉教授把自己的研究寫成了論文,為了記錄方便,他也與礦工們一樣,把這種礦石稱為“妖魔”。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

再後來,瑞典化學家格·布蘭特,偶然讀到了這篇“妖魔礦石”的論文。一向好奇的他決心要研究這種礦石。布蘭特對這種帶磁性的礦石重新進行試驗:他選擇高溫煅燒的方式,持續對礦石進行加熱。當加熱到500℃時,礦石中分離出一種具有光澤的灰色物質。布朗特斷定,這是一種未知的新元素。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

發現新元素可是大事。布蘭特決定先為新元素取名。把這種人見人怕的元素稱為“Cobalt”,元素符號為“Co”,也就是中文的“鈷”。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

1780年,瑞典化學家伯格曼在實驗室裡製得純鈷,並確定鈷是一種金屬元素。他進一步研究,找到了當年礦工們懼怕礦石的原因。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

那種被稱為“妖魔”一樣的礦石,實際是鈷的化合物,輝鈷礦,含有鈷、硫、砷元素。鈷對人體沒有顯著傷害,可含鈷量30%左右的輝鈷礦,加熱後生成的硫或砷的化合物,都有劇毒。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

尤其是砷,砷的氧化物“三氧化二砷”,俗稱砒霜,是古代小說和影視劇裡的熟面孔了。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

鈷在地球上的總含量約700萬噸,三分之二都集中在非洲中部的剛果。據地質學家考證,地球原本鈷含量非常稀少,一億年前,一顆含鈷的小行星撞擊地球,在非洲地表上砸出一個盆地,即剛果盆地,這也就是如今剛果鈷藏量豐富的原因。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

被稱為“惡魔”的鈷如今可是香餑餑,隨著新能源汽車行業的崛起,全球鈷價在過去的兩年已經漲了四倍。因為價格太貴,以至於特斯拉都在考慮,是不是要研發鈷的替代金屬。

曾被誤認為“妖魔”的元素——鈷

當初中毒的德國礦工沒有白白奉獻,他們確認了鈷的存在,這才有瞭如今滿街跑的電動車。從古人玻璃、陶瓷裡的鈷藍,到如今鋰電池裡的鈷,這一切都起因於一億年前那顆撞擊地球的含鈷小行星,想想看,還真是奇妙。

Tags:礦石元素鈷藍妖魔礦工