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Berggeist; vor dem 18. Jh. Kobolt: Kobaltnickelkies
27 |
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Dichte (g/cm3): |
8,90 |
5 |
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58,93320 |
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Atomradius (berechnet) in pm: |
135 (152) |
2!, 3 |
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1,88 |
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[Ar]3d74s2 |
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1495°C (1768 K) |
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2927°C (3200 K) |
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natürl. Häufigkeit: |
29 ppm |
Cobalt ist ein metallisches Element in der 8. Nebengruppe des Periodensystems. Cobalt besitzt nur ein natürlich vorkommendes, stabiles Isotop (59Co). Alle weiteren bekannten 12 Isotope sind radioaktiv mit Halbwertszeiten zwischen 0,2 Sekunden und 5,3 Jahren. Von ihnen hat das 60Co (γ-Strahler, Halbwertszeit 5,3 Jahre) besondere Bedeutung erlangt. Cobalt zeigt nahe Verwandtschaft mit Eisen und Nickel und bildet mit diesen Elementen die Gruppe der Eisen-Metalle. Das reine Cobalt zeigt ähnlich wie Nickel und Eisen starken Metallglanz. Es ist härter und fester als Stahl und außerordentlich zäh, kristallisiert hexagonal (α-Co) oder kubisch flächenzentriert (β-Co, >417°C). Cobalt ist ferromagnetisch und verliert seinen Magnetismus erst beim Erhitzen auf über 1121°C (Curie-Temperatur). An Luft und Wasser ist es bei gewöhnlicher Temperatur beständig. Beim Erhitzen wird es oxidiert und bildet ein schwarzes Oxid. Es reagiert in der Kälte nur wenig mit verdünnter Salzsäure und Schwefelsäure, löst sich leicht in verdünnter Salpetersäure, zeigt wie Eisen Passivität gegen konz. Salpetersäure und ist beständig gegen geschmolzene Alkalien. Cobalt bildet mit vielen Elementen Legierungen, unter ihnen sind Molybdän, Platin, Wolfram, Chrom sowie Seltenerdmetalle . Die wichtigsten Oxidationsstufen von Cobalt sind +2 und +3, aber auch –1, 0, +1, +4 und +5 sind möglich. Co(II) bildet eine Vielzahl einfacher Salze. Sie sind in ihren Lösungen und in hydratisierter Form meist rosa gefärbt. Beim Trocknen wechselt die Farbe nach Blau, weshalb sich einige Co(II)-Salze als Feuchtigkeitsindikatoren eignen, z.B. im Blaugel.
Cobalt besitzt physiologische Bedeutung als essentielles Spurenelement. Es ist Zentralatom im Vitamin B12, das hauptsächlich zur Bildung der roten Blutkörperchen benötigt wird. Der Tagesbedarf beim Menschen beträgt 3 mg Vitamin B12. In Regionen mit cobaltarmen Böden können deshalb Mangelkrankheiten auftreten, die sich durch geringe Cobaltgabe in Form von Co(II)-Salzen vermeiden lassen . Cobalt besitzt bei oraler Aufnahme für den Menschen eine relativ geringe Giftigkeit. Erst bei Dosierungen von 25–30 mg pro Tag tritt eine toxische Wirkung auf, die zu Haut- und Lungenerkrankungen, Magenbeschwerden, Leber-, Herz- und Nierenschäden führt.
Cobalt tritt fast immer in Begleitung von Nickel auf. Das durchschnittliche Cobalt/Nickel-Verhältnis beträgt 1/4. In der Verbreitung der Elemente auf der Erde nimmt Cobalt den 32. Platz ein und ist mit 20 mg/kg in der obersten Erdkruste enthalten. Als Spurenelement ist Cobalt in den meisten Böden anzutreffen und kommt in zahlreichen Mineralien vor. Die wichtigsten Cobalt-Erze sind der Cobaltit, Skutterudit, Linneit, Smaltin und der Erythrin. Cobalt wird auch aus Nickel-Erzen, Kupfer-haltigem Magnetkies und Kupfer-Erzen gewonnen, die wechselnde Mengen Cobalt enthalten. Größere Lagerstätten gibt es in Zaire, USA, Kuba, Neukaledonien und Australien. Die marinen Mangan-Knollen enthalten bis zu 1 % Cobalt und bilden eine geschätzte Cobalt-Ressource von 6 Mrd. Tonnen.
Die Gewinnung des Metalls erfolgt je nach Zusammensetzung der Ausgangsstoffe durch eine Kombination von aufarbeitungstechnischen, schmelz- und nassmetallurgischen Prozessstufen. Bei der Verhüttung von Kiesabbränden reichert man das Cobalt ähnlich wie beim Kupfer-Gewinnungsverfahren an, löst die beim Abrösten der sulfidischen oder arsenidischen Erze mit Soda und Salpeter gebildeten Oxide in heißer Salz- oder Schwefelsäure und behandelt die Lösung mit Kalkmilch und Chlorkalk. Die ausgefällten Cobalt-Oxide und -Hydroxide werden schließlich mit Koks zum Metall reduziert.
Cobalt findet Verwendung zur Herstellung von hochwarmfesten Cobalt-Legierungen für Maschinenbauteile, Hart- und Schneidmetalle, zur Herstellung von Magnetlegierungen, zur Verfestigung von Wolframcarbid für Schneidwerkzeuge, zur Herstellung von Pigmenten in der Glas-, Email- und Keramik-Industrie (blaue Glasurfarben) und ferner in Mischkatalysatoren. Das in Reaktoren gewinnbare radioaktive Isotop 60Co wird anstelle von Radium zur Krebsbehandlung verwendet (sog. Cobaltkanone) und findet Anwendung in der Gammagraphie, Sterilisation, Konservierung, Strahlenchemie usw.
Cobalt verdankt seinen Namen dem bösen Erdgeist Kobold. Ihn machten die Bergleute dafür verantwortlich, dass die Cobalt enthaltenden Erze, die ein schönes, vielversprechendes Aussehen besaßen, beim Rösten einen üblen, knoblauchähnlichen Geruch entwickelten (Arsen-Gehalt!) und dass sich mit den damaligen Verhüttungsmethoden kein wertvolles Metall gewinnen ließ. Mit Cobalt-Verbindungen haben bereits im Altertum die Ägypter, Griechen, Römer und Babylonier Gläser blau gefärbt. Die Entdeckung des Metalls erfolgte 1735 durch den schwedischen Chemiker Brandt.
siehe auch > Element
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