Kobalt

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Kobalt (auch Cobalt) ist ein chemisches Element.

Eigenschaften
Eisen - Kobalt - Nickel Co Rh       [Ar]3d74s2 59 27 Co Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Kobalt, Co, 27
Serie	Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block	9 , 4, d
Aussehen	metallisch mit einem bläulich-gräulichen Farbton
Atomar
Atommasse	58,93320
Atomradius (berechnet)	135 (152) pm
Kovalenter Radius	126 pm
van der Waals-Radius	-
Elektronenkonfiguration	[Ar]3d74s2
Elektronen pro Energieniveau	2, 8, 15, 2
Oxidationszustände (Oxide)	2, 3 (amphoter)
Kristallstruktur	hexagonal beziehungsweise kubisch (Übergangstemp. hcp->fcc: ~421 °C)
Physikalisch
Aggregatzustand	fest Curiepunkt: 1121 °C
Dichte (Mohshärte)	8900 kg/m3 (5,0)
Magnetismus	ferromagnetisch
Schmelzpunkt	1768 K (1495 °C)
Siedepunkt	3200 K (2927 °C)
Molares Volumen	6,67 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme	376,5 kJ/mol
Schmelzwärme	16,19 kJ/mol
Dampfdruck	175 Pa bei 1768 K
Schallgeschwindigkeit	4720 m/s bei 293,15 K
Verschiedenes
Elektronegativität	1,88 (Pauling-Skala)
Austrittsarbeit	5,0 eV
Spezifische Wärmekapazität	420 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit	17,2 · 106 s/m
Wärmeleitfähigkeit	100 W/(m · K)
1. Ionisierungsenergie	760,4 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	1648 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie	3232 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie	4950 kJ/mol
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 55Co {syn.} 17,53 h ε 3,451 55Fe 56Co {syn.} 77,27 d ε 4,566 56Fe 57Co {syn.} 271,79 d ε 0,836 57Fe 58Co {syn.} 70,86 d ε 2,307 58Fe 59Co 100 % Co ist stabil mit 32 Neutronen 60Co {syn.} 5,2714 a β- 2,824 60Ni 61Co {syn.} 1,850 h β- 1,322 61Ni
NMR-Eigenschaften
59Co Kernspin 7/2 gamma / rad/T 6,317 · 107 Empfindlichkeit 0,277 Larmorfrequenz bei B = 4,7 T 47,2 MHz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Der Name Kobalt leitet sich von Kobold ab, weil Kobolde in früherer Vorstellung Erze mit diesem (damals) unbearbeitbaren Mineral verunreinigten.

1735 entdeckte der schwedische Chemiker Georg Brandt das bis dahin unbekannte Element und gab ihm seinen Namen.

Das Symbol Co leitet sich aus der lateinischen Bezeichnung cobaltum ab.

Kobalt ist magnetisch, härter und fester als Stahl und sehr zäh. Im chemischen Verhalten ist es dem Eisen und Nickel ähnlich, an der Luft beständig, wird es von oxidierend wirkenden Säuren gelöst.

Kobalt ist für die menschliche Ernährung ein essentielles Spurenelement als Bestandteil von Vitamin B12 (Cobalamin), welches beim gesunden Menschen von den Darmbakterien direkt aus Kobalt-Ionen gebildet werden kann. Die benötigte Kobaltmenge ist extrem gering, nur etwa 0,2 Mikrogramm pro Tag. Während kleine Überdosen von Co-Verbindungen für den Menschen nur wenig giftig sind, führen größere Überdosen (ab etwa 25-30 Milligramm pro Tag) zu Haut-, Lungen-, Magenerkrankungen, Leber-, Herz-, Nierenschäden und Krebsgeschwüren. Als man in Kanada früher Biere zur Schaumstabilisierung mit Kobalt anreicherte, stieg die Mortalitätsrate bei starken Biertrinkern auf annähernd 50 % an - bedingt durch Herzmuskelschwäche ("kanadisches Biertrinkerherz"). Heute wird dem Bier jedoch kein Kobalt mehr zugesetzt. (Quelle: Expert Group on Vitamins and Minerals, 2002)

Inhaltsverzeichnis

1 Vorkommen 2 Anwendungen 3 Siehe auch 4 Weblinks

Vorkommen

Kobalt findet sich als Spurenelement in den meisten Böden und auch in zahlreichen Mineralien (meist in Begleitung von Nickel, wobei Nickel in der Erdkruste etwa drei bis vier mal häufiger ist). Beide Elemente sind chalkophil und für basische und ultrabasische Magmatite charakteristisch. Cobaltlagerstätten sind meist polymetallisch (Cu, Ni, Ag, Fe und U), wobei Cobalt meist nur als Nebenprodukt gewonnen wird. Wichtige Cobalterze sind: Kobaltglanz(= Cobaltit; CoAsS), Kobalt-Nickel-Kies (= Linneit-Siegenit, (Co,Ni)₃S₄), Kobaltblüte (=Erythrin), Erdkobalt (= Asbolan), Speiskobalt (=Smaltin, CoAs₃) und Heterogenit (CoOOH). Wichtige Erzlagerstätten befinden sich in Kanada, Sambia, Marokko, Demokratische Republik Kongo, Kuba, Russland, Australien und in den USA.

Anwendungen

Kobalt hat als reines Metall nur wenige Anwendungen, das radioaktive Isotop ⁶⁰Co dient als Gamma-Strahler - für Krebstherapie, Sterilisation, Konservierung, etc. Seine Verwendung als Legierungselement und in Cobaltverbindungen macht es aber zu einem strategisch wichtigem Metall. Hauptanwendungen: als Legierungsbestandteil von Superlegierungen, als Binderphase in Hartmetallen und Diamantwerkzeugen, als Oxid, Sulfat, Hydroxid oder Carbonat in hitzefesten Farben und Pigmenten (z.B. für die Bemalung von Porzellan und Keramik), als Bestandteil von magnetischen Legierungen, als Acetat in Trocknern für Farben und Lacke, als Katalysator(Entschwefelung/Hydrierung), als Hydroxid oder Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO₂) in Batterien, in korrosions- beziehungsweise verschleißfesten Legierungen und als Spurenelement für Medizin und Landwirtschaft.

Kobalt tritt in seinen Verbindungen meist zwei- oder dreiwertig auf, diese Verbindungen besitzen oft kräftige Farben.

Wichtige Kobaltverbindungen:

• Cobalt(II)-chlorid
• Thénards Blau
• Rinmanns Grün
• Kobaltoxid

Siehe auch

• Modum Blaufarbenwerk

Weblinks

• http://www.m-ww.de/gesund_leben/ernaehrung/mineral_spuren/kobalt.html
• http://www.thecdi.com/

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