Coban (Cobalt) là gì? Tính chất và ứng dụng

Cobalt (tiếng Việt: coban) là nguyên tố kim loại chuyển tiếp có ký hiệu hóa học Co, số hiệu nguyên tử 27, màu xám bạc ánh xanh, cứng và có từ tính. Coban được dùng nhiều nhất trong pin lithium-ion, siêu hợp kim chịu nhiệt, hợp kim cứng, chất màu xanh coban và là nguyên tố trung tâm của vitamin B12.

Cobalt là gì?

Coban thuộc nhóm 9 (nhóm VIIIB theo cách phân nhóm cũ), chu kỳ 4 trong bảng tuần hoàn, nằm giữa sắt (Fe) và niken (Ni). Tên gọi cobalt bắt nguồn từ chữ Kobold trong tiếng Đức, chỉ một loài yêu tinh trong truyền thuyết của thợ mỏ, vì quặng chứa coban thường lẫn asen, khi nung tỏa khí độc và không cho ra đồng như thợ mỏ mong đợi.

Nhà hóa học Thụy Điển Georg Brandt được ghi nhận là người phân lập và xác định coban là một nguyên tố mới vào khoảng thập niên 1730. Trước đó rất lâu, hợp chất coban đã được dùng để tạo màu xanh cho gốm sứ và thủy tinh.

Thông số cơ bản của nguyên tố coban

Thông số	Giá trị
Ký hiệu	Co
Số hiệu nguyên tử	27
Nguyên tử khối	≈ 58,93
Vị trí	Chu kỳ 4, nhóm 9 (VIIIB)
Cấu hình electron	[Ar] 3d74s2
Nhiệt độ nóng chảy	≈ 1.495 °C
Khối lượng riêng	≈ 8,9 g/cm³
Số oxi hóa phổ biến	+2, +3
Từ tính	Sắt từ (giống sắt, niken)

Tính chất của coban

Tính chất vật lý

• Kim loại rắn, màu xám bạc hơi ánh xanh, cứng hơn sắt.
• Có tính sắt từ và giữ được từ tính ở nhiệt độ rất cao, nên được dùng làm nam châm vĩnh cửu chịu nhiệt (ví dụ nam châm samarium–coban).
• Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

Tính chất hóa học

• Coban là kim loại có tính khử trung bình, bền trong không khí ở nhiệt độ thường nhờ lớp oxit mỏng bảo vệ.
• Tác dụng với axit loãng như HCl, H₂SO₄ loãng giải phóng khí hydro, tạo muối coban(II).
• Khi nung nóng, coban phản ứng với oxy, lưu huỳnh, halogen.
• Ion Co²⁺ trong dung dịch nước có màu hồng; muối CoCl₂ khan màu xanh lam, ngậm nước chuyển hồng, nên được dùng làm chất chỉ thị độ ẩm.

Ứng dụng của cobalt

• Pin lithium-ion: coban có trong vật liệu cực dương như LiCoO₂ (pin điện thoại, laptop) và NMC, NCA (pin xe điện), giúp pin ổn định và có mật độ năng lượng cao.
• Siêu hợp kim: hợp kim nền coban, niken chịu nhiệt và chống ăn mòn, dùng cho cánh tuabin động cơ phản lực, tuabin khí.
• Hợp kim cứng: coban là chất kết dính các hạt tungsten carbide trong mũi khoan, dao cắt kim loại.
• Chất màu: xanh coban (coban aluminat) dùng trong gốm sứ, thủy tinh, sơn.
• Xúc tác: trong lọc hóa dầu và tổng hợp nhiên liệu.
• Y học và công nghiệp: đồng vị phóng xạ coban-60 phát tia gamma, được dùng trong xạ trị, tiệt trùng dụng cụ y tế và chiếu xạ thực phẩm, kiểm tra mối hàn.

Phần lớn sản lượng coban thế giới hiện được khai thác ở Cộng hòa Dân chủ Congo, chủ yếu như sản phẩm phụ của mỏ đồng và niken.

Vai trò sinh học: coban và vitamin B12

Coban là nguyên tố vi lượng cần thiết cho con người, nhưng cơ thể chỉ sử dụng nó dưới dạng vitamin B12 (cobalamin), trong đó một nguyên tử coban nằm ở trung tâm cấu trúc vòng corrin. Vitamin B12 tham gia tạo hồng cầu, duy trì chức năng thần kinh và tổng hợp DNA.

Con người không tự tổng hợp được B12 mà nhận từ thực phẩm nguồn gốc động vật như thịt, cá, trứng, sữa. Vì vậy việc bổ sung coban ở dạng muối vô cơ không thay thế được vitamin B12. Cũng như i-ốt, coban là vi chất cơ thể cần với lượng rất nhỏ.

Lưu ý an toàn khi tiếp xúc với coban

• Hít phải bụi coban kéo dài trong môi trường công nghiệp có thể gây tổn thương phổi, viêm da dị ứng. Người lao động cần dùng đồ bảo hộ theo quy định.
• Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) xếp kim loại coban vào nhóm 2A, tức có khả năng gây ung thư ở người.
• Không tự ý dùng chế phẩm chứa muối coban với mục đích bồi bổ. Mọi vấn đề thiếu hụt vitamin B12 cần được bác sĩ chẩn đoán.

Nếu bạn quan tâm đến các chất khác trong dinh dưỡng, có thể xem thêm galactose là đường gì hoặc cellulose là gì.

Câu hỏi thường gặp

Coban và cobalt có phải là một không?

Đúng. Cobalt là tên tiếng Anh, coban là cách gọi trong tiếng Việt; cả hai đều chỉ nguyên tố Co, số hiệu nguyên tử 27.

Coban có hút nam châm không?

Có. Coban là một trong ba kim loại sắt từ phổ biến ở nhiệt độ phòng cùng với sắt và niken.

Vì sao pin xe điện cần coban?

Coban giúp ổn định cấu trúc vật liệu cực dương, tăng tuổi thọ và độ an toàn của pin. Tuy vậy, nhiều hãng đang chuyển sang pin LFP không dùng coban để giảm chi phí.

Thực phẩm nào chứa coban?

Coban có ích cho người chủ yếu ở dạng vitamin B12, có trong thịt, gan, cá, trứng và sữa.

Thông tin chỉ mang tính tham khảo, không thay thế tư vấn của bác sĩ.