Home » ശാസ്ത്രപരിപാടികൾ » ആവർത്തനപ്പട്ടിക 150 വർഷം » കൊബാള്‍ട്ട്‌ – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

കൊബാള്‍ട്ട്‌ – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

നയന ദേവരാജ്

ഭൗതികശാസ്ത്ര ഗവേഷക വിദ്യാര്‍ത്ഥി, എന്‍. ഐ. ടി., സൂറത്കല്‍

 

ലൂക്ക – ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാർഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു. ഇന്ന് കൊബാൾട്ടിനെ പരിചയപ്പടാം.

ർമൻ ഭാഷയിൽ kobold എന്നാൽ കുട്ടിപ്പിശാച് എന്നാണർത്ഥം. ആവർത്തന പട്ടികയിലെ 27-‍ാം നമ്പർകാരന്റെ പേരിനു ഈ വാക്കുമായുള്ള സാമ്യം ഒട്ടും യാദൃശ്ചികമല്ല. ഏതാണ്ട് AD 1500 ൽ ജർമനിയിലെ സാക്സോണ്‍ മേഖലയില്‍ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന ഖനി തൊഴിലാളികൾ വെള്ളി നിറത്തിലുള്ള ഒരു പദാർത്ഥം കണ്ടു. അന്നത്തെ വിലപിടിപ്പുള്ള മൂലകമായ വെള്ളി ആയിരിക്കും അതെന്നു കരുതിയ അവര്‍ ആ അയിര് ഉരുക്കി ലോഹത്തെ വേർതിരിക്കാൻ ശ്രമിച്ചു. എന്നാൽ നിരാശ ആയിരുന്നു ഫലം . പ്രതീക്ഷിച്ച വിലപിടിപ്പുള്ള ലോഹം കിട്ടിയില്ല എന്ന് മാത്രമല്ല, അതിനു നടത്തിയ ശ്രമത്തിനു അവർ  നൽകേണ്ടി വന്ന വില വളരെ വലുതായിരുന്നു! ആ പദാർത്ഥം ചൂടാക്കിയപ്പോൾ ഉണ്ടായ നീരാവി ശ്വസിച്ച ഖനിതൊഴിലാളികളിൽ പലരും മരണപ്പെട്ടു. മരണത്തിൽ നിന്ന് രക്ഷപെട്ടവരാകട്ടെ നാളുകളോളം രോഗികളായി കഴിഞ്ഞു. ചിലരുടെ ആരോഗ്യം ശാശ്വതമായി നശിച്ചു. അതോടെ അവർക്കത് ഖനിയിലെ കുട്ടി പിശാചായി. ആ അർത്ഥത്തിൽ അതിനെ അവർ  kobold എന്ന് വിളിച്ചു.

ഈ കുട്ടിപിശാചിനെ തളക്കാൻ രണ്ടു നൂറ്റാണ്ടുകൾക്കിപ്പുറം ഒരുശാസ്ത്രജ്ഞൻ വരേണ്ടി വന്നു. വാസ്തവത്തിൽ മുമ്പ് അറിയപ്പെടാത്ത ഒരു മൂലകമാണ് ഈ പദാർത്ഥം എന്ന് സംശയിച്ച സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ ജോർജ്ജ് ബ്രാന്റ് 1730 ൽ  സ്വീഡനിൽ നിന്ന് ശേഖരിച്ച അയിരിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി ഖനി തൊഴിലാളികൾ ഭയന്ന പദാർത്ഥത്തെ വേർ തിരിച്ചെടുത്തു. ഖനി തൊഴിലാളികൾ നൽകിയ പേര് പൂർണമായും മാറ്റാതെ ജോർജ്ജ് ബ്രാന്റ് പുതുതായി കണ്ടെത്തിയ ഈ മൂലകത്തെ കൊബാൾട്ട് എന്ന് വിളിച്ചു. പുതിയ മൂലകത്തെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുക മാത്രമല്ല, കാന്തികത ഉൾപ്പെടെ ഈ ലോഹത്തിന്റെ പല സവിശേഷതകളും അദ്ദേഹം വിവരിച്ചു. അമോണിയയിൽ കൊബാൾട് ലയിച്ചാൽ ചെറി പഴത്തിന്റെ ജ്യൂസ് പോലെ ഉള്ള ചുവന്ന നിറമുണ്ടാകുമെന്നു കൂടി ബ്രാന്റ് പറഞ്ഞു വെച്ചു .

ഒരു കാലത്തു ഖനി തൊഴിലാളികളുടെ പേടി സ്വപ്നമായിരുന്ന വിഷ പുകയ്ക്കു പിന്നിലെ യഥാർത്ഥ വില്ലൻ സത്യത്തിൽ കൊബാൾട്ട് ആയിരുന്നില്ല . കൊബാൾട്ട് സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളിൽ ഒന്ന് ആർസെനിക് ആണ്.   ഒരു ആർസെനിക് ആറ്റവും ഒരു കൊബാൾട്ട് ആറ്റവും  ഉള്ള സംയുക്തത്തെ  കൊബാൾട്ടൈറ്റ് (cobaltite CoAsS) എന്നും മൂന്ന് ആർസെനിക് ആറ്റങ്ങളുള്ള  കോബാൾട്ട് സംയുക്തത്തെ സ്കട്ടറുഡൈറ്റ് ( skutterudite CoAs3) എന്നും വിളിക്കുന്നു. രണ്ടും അപൂർവ സംയോജനമല്ല. അതിനാൽ, ഖനിത്തൊഴിലാളികൾ അയിര് ചൂടാക്കി വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ശ്രമിക്കുമ്പോൾ, ആർസെനിക് ഒരു വാതകമായി പുറത്തു വരും. വിഷാംശമുള്ള ഈ വാതകമാണ് യഥാർത്ഥത്തിൽ ഖനി തൊഴിലാളികളിൽ ആരോഗ്യ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയത്. 

സത്യത്തിൽ മനുഷ്യരും കൊബാൾട്ടുമായുള്ള പരിചയത്തിനു ഇതിലുമേറെ പഴക്കമുണ്ട്. പൗരാണിക സംസ്കാരങ്ങളിലൂടെ കണ്ണോടിച്ചാൽ അവിടെ ഒക്കെ കൊബാൾട്ടിന്റെ നിറസാന്നിധ്യം കാണാനാകും. ഏതാണ്ടൊരു വെള്ളി നിറമാണ് കോബാൾട്ടിനെങ്കിലും ഇത് മറ്റു ഘടകങ്ങളുമായി ചേരുമ്പോൾ അവിടെ മനോഹരമായ ഒരു നീല നിറമുണ്ടാകുന്നു. ചിത്രകാരന്മാർ , പാത്ര നിർമാതാക്കൾ, ആഭരണ നിർമാതാക്കൾ എന്നിവരെ ഒക്കെ ഈ നിറം രണ്ടര സഹസ്രാബ്ദങ്ങൾക്കു മുൻപ് തന്നെ ആകർഷിച്ചിട്ടുണ്ട്. പുരാതന ഈജിപ്ത്യൻ ശവകൂടിരങ്ങളിൽ നിന്ന് കണ്ടെത്തിയ മൺപാത്രങ്ങളിലും ഗ്ലാസ്സുകളിലും കാണപ്പെട്ട നീല നിറം കൊബാൾട് അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങളിൽ നിന്നാണ്. പേർഷ്യയിലും റോമിലും നിന്നും  കണ്ടെടുത്ത ആഭരണങ്ങളിലെ നീലനിറത്തിനു പിന്നിലും കൊബാൾട് തന്നെ ആയിരുന്നു. ചൈനീസ് മൺപാത്രങ്ങളിൽ നിന്നും കോബാൾട് അടങ്ങിയ ധാതുക്കളെ വേർതിരിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ ഇവരൊക്കെ ഈ നിറത്തിനു കാരണമായ സംയുക്തത്തെയോ ഘടകത്തെയോ തിരിച്ചറിഞ്ഞിരുന്നില്ല. ഒരു അയിര് എടുത്ത് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ വറുക്കുകയോ ഉരുകുകയോ മറ്റെന്തെങ്കിലും കലർത്തുകയോ ചെയ്താൽ മതി നീല നിറം ലഭിക്കാൻ എന്ന് മാത്രമാണവർക്ക്  അറിയാമായിരുന്നത്. എന്നാൽ പിന്നീട് കുറേക്കാലം  ഈ നീല നിറത്തിനുള്ള കാരണം ബിസ്മത് ആണെന്നാണ് കരുതിപ്പോന്നത്. ആര്‍സെനിക് കാരണം പേര് ദോഷം കേൾക്കേണ്ടി വന്നത് പോലെ സ്വന്തം സവിശേഷതകൾ മറ്റൊരു മൂലകത്തിനു ചാർത്തി കൊടുക്കുന്നതും കുറേകാലം കൊബാൾട്ടിന് കണ്ടു കൊണ്ടിരിക്കേണ്ടി വന്നു എന്നു സാരം!

ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ ആയി ഉപയോഗിച്ചു കൊണ്ടിരുന്നിട്ടും കൊബാൾട്ടിനെ  സത്യത്തിൽ ആരും തിരിച്ചറിയാതിരുന്നത് എന്ത് കൊണ്ടായിരിക്കും ? ഒരു സ്വതന്ത്ര മൂലകമായി കൊബാൾട് ഭൂമിയിൽ കാണപ്പെടാറില്ല എന്നത് തന്നെയാണ് അതിനു പ്രധാന കാരണം . കോബാൾട്ടിനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാനുള്ള പ്രക്രിയ ആണെങ്കിൽ ഏറെ സങ്കീർണവും. കൂടാതെ സ്വർണം, വെള്ളി, ചെമ്പ്, ഇരുമ്പ്, ടിൻ, ഈയം, മെർക്കുറി എന്നിവയ്ക്കപ്പുറമുള്ള ലോഹങ്ങളുടെ സാധ്യതയെപറ്റി ഉള്ള ചിന്ത പോലും അക്കാലത്തില്ലായിരുന്നു.

ഭൂമിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന കൊബാൾട്ടിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും അതിന്റെ കാമ്പിലാണ്. അയിരുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് സാധാരണ ഗതിയിൽ കൊബാൾട് പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നത്. സ്വർണമോ വെള്ളിയോ പോലെ ഒരു  സ്വതന്ത്ര ലോഹമായി കൊബാൾട് ഭൂമിയിൽ ഇല്ല. കൊബാൾട്ടൈറ്റ് (cobaltite (CoAsS)), എറിത്രൈറ്റ്  (erythrite (hydrated arsenate of cobalt),)  ഗ്ലോക്കോഡോട്ട് (glaucodot (Co,Fe)AsS), സ്കട്ടറുഡൈറ്റ് (skutterudite (Co,Ni)As3)  എന്നിവയാണ് ഈ മൂലകത്തിന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട അയിരുകൾ. പ്രത്യേകമായി ഖനനം ചെയ്യാറില്ലെങ്കിലും നിക്കൽ, ചെമ്പ് എന്നിവ ഖനനം ചെയുമ്പോൾ  ഉപോൽപ്പന്നമായി കൊബാൾട് ലഭിക്കുന്നു. ഡെമോക്രാറ്റിക് റിപ്പബ്ലിക്ക് ഓഫ് കോംഗോ, ചൈന, സാംബിയ, റഷ്യ, ഓസ്‌ട്രേലിയ എന്നിവയാണ് കൊബാൾട്ടിന്റെ പ്രധാന ഉൽ‌പാദകർ. ഫിൻ‌ലാൻ‌ഡ്, അസർബൈജാൻ, കസാക്കിസ്ഥാൻ എന്നിവിടങ്ങളിലും ഇത് കാണപ്പെടുന്നു.

പ്രകൃതിയില്‍ കൊബാൾട് സ്വതന്ത്രമായി കാണപ്പെടുന്നില്ലെങ്കിൽ കൂടി കൊബാൾട് അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾ വായുവിലും  മണ്ണിലും വെള്ളത്തിലുമൊക്കെ കലർന്നിട്ടുണ്ട്. അവയുമായുള്ള സമ്പർക്കത്തിലൂടെ ജീവികളുടെ ശരീരത്തിലും സസ്യങ്ങളിലും കൊബാൾട് എത്തപ്പെടുന്നു. 

ചുവന്ന രക്ത കോശങ്ങളുടെയും DNA യുടേയും നിർമാണത്തിലും നാഡീ വ്യവസ്ഥയുടെ പ്രവർത്തനത്തിലും പ്രധാന പങ്ക്  വഹിക്കുന്ന വിറ്റാമിന് ബി 12 ന്റെ നട്ടെല്ല് കൊബാൾട് ആണെന്ന് പറയാം. വളരെ അപൂർവമാണെങ്കിൽ കൂടി കൊബാൾട്ടിന്റെ കുറവ് മാരകമായ വിളർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാവുന്നു.

പ്രകൃതിയിലെ കൊബാൾട്ടിന്റെ അളവ്  കൂടിപോയാലും പ്രശ്നമാണ്. ചിലയിനം സസ്യങ്ങളിൽ കൊബാൾട്ടിന്റെ അളവ് കൂടുന്നത് ഇരുമ്പിന്റെ അളവിൽ കുറവുണ്ടാകുന്നതിനു കാരണമാകുന്നു. ഇത് മൂലം സസ്യത്തിന്റെ വളർച്ച ശോഷിക്കുകയും ഇലകൾ നശിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു പ്രകാശ സംശ്ലേഷണ സമയത്തുൽപാദിപ്പിക്കുന്ന ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാൽ കൊബാൾട്ടിന്റെ അളവ് അമിതമാകുന്നത്  ചെടികൾ നശിച്ചു പോകുന്നതിനു വഴി വെക്കുന്നു. 

കൊബാള്‍ട്ട് – 60 

മനുഷ്യരുടെ ആരോഗ്യം സംരക്ഷിക്കാൻ അകത്തു നിന്നു മാത്രമല്ല പുറത്തു നിന്ന് പിന്തുണക്കാനും കോബാൾട് സന്നദ്ധമാണ്. മനുഷ്യ നിർമിതമായ കോബാൾട് ഐസോടോപ് Co-60 ക്ക്  കാൻസർ ചികിത്സ രംഗത്ത് നിർണായക സ്ഥാനമാണുള്ളത്. അസ്ഥിരാവസ്ഥയിൽ ഉള്ള ഈ ഐസോടോപ്പ് സ്ഥിരത കൈവരിക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിന്റെ ഭാഗമായി 1.17 MeV, 1.33 MeV എന്നീ ഊർജ്ജനിലയിലുള്ള ഗാമ കിരണങ്ങളെ പുറത്തുവിടുന്നു. ഏകദേശം ഒരു മാസത്തിൽ 1% എന്ന നിരക്കിൽ ശോഷണം (decay) സംഭവിക്കുന്ന Co -60  അവസാനം റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് അല്ലാത്ത Ni -60  ആയി മാറുന്നു.

ഈ പ്രക്രിയയുടെ ഭാഗമായി പുറത്തു വരുന്ന ഗാമ കിരണങ്ങളെ മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ അണുവിമുക്തമാക്കാൻ ഉപയോഗപ്പെടുത്താറുണ്ട്. കൂടാതെ കാൻസർ സെല്ലുകളെ കൃത്യതയോടെ നശിപ്പിക്കാനും ഈ ഗാമ കിരണങ്ങൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.

28ഓളം റേഡിയോ ഐസോടോപ്പ് ഉള്ള കൊബാൾട്ടിന്റെ ഏറ്റവും സ്ഥിരതയാർന്ന റേഡിയോ ഐസോടോപ്പ്  Co -60 ആണ്. വാണിജ്യ രംഗത്തും ഏറ്റവും പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നതും ഈ ഐസോടോപ്പിനു തന്നെയാണ്. പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന കൊബാൾട് , Co -59 ആണ്. അതായത്  27 പ്രോട്ടോണും 32 ന്യൂട്രോണുമാണുള്ള കൊബാൾട് ആറ്റം. കൊബാൾട്ടിന്റെ സ്ഥിരതയാർന്ന ഒരേ ഒരു ഐസോടോപ്പും ഇതു തന്നെ.

ലോഹ സങ്കരങ്ങള്‍ 

ആവർത്തന പട്ടികയിലെ അയൽക്കാരായ ഇരുമ്പിനെയും നിക്കലിനെയും പോലെ കൊബാൾട്ടും കാന്തിക സ്വഭാവമുള്ള മൂലകമാണ്. വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ (2049.8 F (1,1210 C)) ,  വരെ കാന്തികത നിലനിർത്താൻ കൊബാൾട്ടിന് സാധിക്കുന്നു. ഇന്ന് കൊബാൾട്ട് ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നത് പ്രധാനമായും  അലുമിനിയവും നിക്കലും കൊബാൾട്ടും ചേർന്ന അൽനിക്കോ എന്ന ഇരുമ്പിന്റെ ഒരു ലോഹ സങ്കരം നിർമിക്കാനാണ്. ശക്തമായ സ്ഥിര കാന്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത് ഈ ലോഹ സങ്കരം ഉപയോഗിച്ചാണ്.

ചായക്കൂട്ടുകളും കൊബാൾട്ടുമായുള്ള  കൂട്ട് ഇന്നും തുടരുന്നു. Nature Chemistry യുടെ കണക്കനുസരിച്ച്  പ്രതിവർഷം 30% കൊബാൾട് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത് പെയിന്റ് , സെറാമിക്  വ്യാവസായിക രംഗത്താണ്.

ബാറ്ററി നിർമാണം 

കൊബാൾട് ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റൊരു മേഖല ബാറ്ററി നിർമാണമാണ്. റീചാർജ് ചെയ്യാൻ സാധിക്കുന്ന ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളിൽ കാഥോഡായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ലിഥിയം കൊബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് (LiCoO2) ആണ്. മൊബൈൽ ഫോണുൾപ്പെടെ  കൊണ്ട് നടക്കാൻ സാധിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലും ഇലക്ട്രിക്ക് വാഹനങ്ങളിലും മാത്രമല്ല ബഹിരാകാശ, മിലിട്ടറി ആവശ്യങ്ങൾക്കു പോലും ഇത്തരം ബാറ്ററികൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്താറുണ്ട്. ഇത്തവണത്തെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേല്‍ സമ്മാനം ഈ മഹത്തായ കണ്ടുപിടുത്തത്തിനാണല്ലോ.

നിരവധി കൊബാൾട് സംയുക്തങ്ങൾ വ്യാവസായിക ഉൽപ്രേരകമായും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഇലെക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗിലും സൗന്ദര്യ വർദ്ധക വസ്തുക്കളിലും വരെ ഇന്ന് കൊബാൾട് ഉപയോഗിക്കുന്നു. പോക്കറ്റിൽ കിടക്കുന്ന മൊബൈൽ ഫോണിൽ മുതൽ ബഹിരാകേശത്തിലേക്കയക്കുന്ന റോക്കറ്റിൽ വരെ ഈ “കുട്ടിപ്പിശാച് ” ഉണ്ടെന്നു ചുരുക്കം . എന്തിനേറെ ഇന്നത്തെ കൊലയാളി രോഗത്തിനെതിരെ  പൊരുതാൻ പഴയ കൊലയാളിയെ തന്നെ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലേക്കു മനുഷ്യൻ എത്തിയല്ലോ!

ജർമനിയിലെ ഖനികളിൽ മാത്രമല്ല ലോകത്തെല്ലായിടത്തും കുട്ടിച്ചാത്തൻമാരും പ്രേതവുമൊക്കെ ഉണ്ടാകുന്നത് അജ്ഞത കൊണ്ടു മാത്രമാണ്. ഭീതിയുടെ നിഴലുകൾക്ക് മേൽ ശാസ്ത്രം വെളിച്ചം വീഴ്ത്തുമ്പോൾ തെളിഞ്ഞു വരുന്നത് അനന്ത സാധ്യതകളുടെ പുതിയ പാതകളാണ്. കൊബാൾട്ട് അതിനൊരു ചെറിയ ഉദാഹരണം മാത്രം.

ആറ്റോമിക നമ്പര്‍  (Z) 27
ഗ്രൂപ്പ്‌ 9
പീരീയഡ്‌  4
ബ്ലോക്ക്‌  d-block
മൂലക വിഭാഗം  സംക്രമണ മൂലകം
ഇലക്ട്രോണ്‍ വിന്യാസം [Ar] 3d7 4s2
ഷെല്ലിലെ ഇലട്രോണ്‍  2, 8, 15, 2
ഉരുകല്‍ നില  1495°C, 2723°F
തിള നില 2927°C, 5301°F
ഓക്സീകരണഅവസ്ഥകള്‍  −3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

 

LUCA Science Quiz

Check Also

ഗോമൂത്രത്തിലെ സ്വർണ്ണം

വ്യാജവാർത്തകൾ ഉണ്ടാക്കുകയും, വിശ്വസിക്കുകയും എളുപ്പമാണ്, കാര്യ-കാരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തി തെറ്റാണെന്നു തെളിയിക്കുക ശ്രമകരവും!!

Leave a Reply

%d bloggers like this: