Historique: Université Abdel Malek Essaâdi Faculté des sciences de Tétouan Module : matière condensée-électronique 2 Le cobalt Réaliser par : * BAGHLIFatima Zahra * EL KHNISSI Safae Enseignant : DIOURI Jawad Filière : Sciences de la Matière physique Groupe (4, 6, 7) Année universitaire: 2007-2008 Historique: On connait le cobalt depuis l'antiquité grâce à ses composés qui colorent le verre d'un bleu intense. On attribue à Georg Brandt (1694-1768) la découverte du cobalt. La date de la découverte varie suivant les sources mais est située entre 1730 et 1737. Il a été le premier à démontrer que le cobalt était la source de la couleur bleu dans les verres bleu, alors que l'on attribuait prècedement celle-ci au bismuth que l'on , le beau cobalt fut produit par la fabrique XIXe siècle,pendant le bleu cobalttrouvait a norvégienne Blaafarveværket (70-80 % de la production mondiale) dirigée parl'industriel prussien Benjamin Wegner . Caractéristiques notable: Il est ferromagnétique avec une température de Curie de 1388 K et avec un moment de 1.6~1.7 magnétons de Bohr (µB) par atome. Il en existe deux configurations cristallographiques hcp (hexagonal compact) et cfc (cubique à face centrée). La température critique hcp→cfc entre ces deux structures est de 722 K. Les oxydes de Cobalt sont antiferromagnétiques à basse température. CoO avec une température de Néel de 291 K et Co3O4 avec une température de Néel de 40 K. Propriétés: Le Cobalt est un élément chimique, de symbole Co et de numéro atomique 27 et de masse atomique 59. Co Rh Co 27 Table complète - Table étendue Point Masse Masse de Point atomique Date de volumique fusion d'ébullition en découverte en à 20 ℃ en ℃ g/mol ℃ Découvreur 58,9332 Brandt Numéro atomique Symbole Nom Co Cobalt 27 Propriétés physiques État ordinaire solide (ferromagnetique) Température de fusion 1768 K Température de vaporisation 3200 K Énergie de fusion 16,19 kJ/mol Énergie de vaporisation 376,5 kJ/mol Volume molaire -6 6,67×10 m3/mol Pression de la vapeur 175 Pa à 1768 K Vélocité du son 4720 m/s à 20 °C 8,89 g/cm³ 1495 2870 1735 Propriétés atomiques Masse atomique 58,933 200 u Rayon atomique (calc) 135 (152) pm Rayon de covalence 126 pm Rayon de van der Waals ND pm Configuration électronique [Ar] 3d7 4s2 Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 15, 2 État(s) d'oxydation 2,3 Oxyde Amphotère Structure cristalline Divers Électronégativité (Pauling) 1,88 Chaleur massique 420 J/(kg·K) Conductivité électrique 17,2×106 S/m Conductivité thermique 100 W/(m·K) Général 1 potentiel d'ionisation 760,4 kJ/mol 2e potentiel d'ionisation 1648 kJ/mol er e 3 potentiel d'ionisation 3232 kJ/mol 4e potentiel d'ionisation 4950 kJ/mol Nom, Symbole, Numéro Cobalt, Co, 27 Série chimique métaux de transition Groupe, Période, Bloc 9, 4, d Masse volumique 8900 kg/m3 Couleur Blanc argenté, reflet gris Application: Dans les alliages, tel que: o o o o o Les super-alliages, pour certaines pièces dans les turbines à gaz. Les alliages résistants à la corrosion Les carbures Les aciers rapides (pour la réalisation des outils de coupe). Alliage prothèse dentaire (couronne par exememple Les aimants et médias d'enregistrement magnétique Comme catalyseur dans l'industrie chimique et pétrolière Comme agent séchant dans les peintures et les encres Pour certaines électrodes de batterie d'accumulateurs (électrodes positives de nickel pour accumulateurs alcalins NiCd, NiMH et NiZn, et électrodes d'accumulateurs au lithium). Le cobalt-60 a de nombreuses utilisations comme source de rayons bêta, en raison de sa demi-vie relativement courte (donc plus facile à éliminer) en comparaison d'autres isotopes émetteurs de telles particules : o Pour la radiothérapie o Dans le traitement par radiation de la nourriture pour sa stérilisation. o Dans la radiographie industrielle pour repérer les défauts des pièces. Toutefois, le cobalt-60 de synthèse (produit par exposition de cobalt naturel aux rayonnements neutroniques d'un réacteur nucléaire) n'est pas totalement pur, et contient toujours d'autres isotopes radioactifs à désintégration epsilon, émetteur de rayonnement gamma dangereux car ce rayonnement hautement énergétique détruit les noyaux et les contamine en éléments radioactifs persistants. De plus l'enrichissement et la purification du cobalt-60 nécessitent des techniques de centrifugation similaires à celles utilisées pour l'enrichissement des isotopes à usage militaire, techniques hautement surveillées car stratégiques au plan international. Aussi, on préfère maintenant utiliser des accélérateurs d'électrons (semblables aux tubes cathodiques de nos moniteurs et téléviseurs mais à des niveaux d'accélération bien supérieurs) qui produisent des flux bien plus purs et bien mieux contrôlés de particules bêta (mais cela nécessite un équipement bien plus lourd pour son utilisation qu'une simple capsule de cobalt-60, et cette méthode est surtout utilisée en milieu industriel, et maintenant aussi en milieu médical Verre teinté de bleu par du cobalt