Kobalt

Kobalt (auch Cobalt) ist ein chemisches Element.

Eigenschaften

^*3d⁷4s²

Periodensystem

	Eisen – Kobalt – Nickel
Co Rh

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 href="http://articles.gourt.com/de/Argon">Ar3d⁷4s² 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	t_1/2	ZM	ZE M eV	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 M Hz

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 bzw. sie das kostbare Silber auffräßen und an seiner Stelle wertlosere silberfarbene Erze ausschieden. Diese Erze wurden von den Bergleuten des Mittelalters dann mit Spottnamen wie Nickel, Wolfram (etwa „Wolfsspucke“, lat. lupi spuma) und eben Kobolderz, also Kobalt belegt.

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.

Eigenschaften

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.

Physiologie

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)

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 viermal 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.

Die größten Fördernationen sind die Demokratische Republik Kongo (24,1 % Weltmarktanteil im Jahr 2003), Sambia (22,7 %), Australien (13,9 %), Russland (9,7 %) und Kanada (8,7 %).

Anwendungen

Als Legierungsbestandteil zur Erhöhung der Verschleiß- und Warmfestigkeit von legierten und hochlegierten Stählen und Superlegierungen, als Binderphase in Hartmetall-Sinterwerkstoffen 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- bzw. verschleißfesten Legierungen und als Spurenelement für Medizin und Landwirtschaft. Seine Verwendung als Legierungselement und in Cobaltverbindungen macht es zu einem strategisch wichtigen Metall.

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

Wichtige Kobaltverbindungen:

Das radioaktive Isotop ⁶⁰Co dient als Gamma-Strahler – für Krebstherapie, Sterilisation, Konservierung, Durchstrahlungsprüfung, etc.

Siehe auch

Modum Blaufarbenwerk

Weblinks

Kobalt
http://www.thecdi.com/