Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

cobalt

Oprindelige forfattere Gram, HeSø, MRør, NiGr, OWD og SERa Seneste forfatter Redaktionen

Cobalt. Metallet cobalt. Bemærk den ældre betegnelse kobolt på glasset.

Cobalt. Metallet cobalt. Bemærk den ældre betegnelse kobolt på glasset.

/@api/deki/files/5223/=ud_a_61946.mp3?revision=2

cobalt, kobolt, grundstof nr. 27, placeret i det periodiske systems 9. gruppe; atomtegn Co. Cobalt er et sølvhvidt metal. Cobaltmalme har været kendt og benyttet siden oldtiden. Det tyske ord Kobold betyder bjergtrold, og når bjergværksfolkene stødte på en malm, der havde helt anderledes egenskaber, end dem de ventede, mente de, at bjergtrolde havde været på spil.

Ordet cobalt kommer af latin cobaltum.

Når glas ved fremstillingen blev tilsat en sådan malm, fik det en smuk blå farve. Ved undersøgelse af pulveriseret blåt glas opdagede G. Brandt i 1735 grundstoffet. Andre havde vanskeligt ved at gentage Brandts forsøg, og først i 1780 kunne T. Bergman fastslå, at Brandts oplysninger var korrekte.

Geokemi og mineraler

Cobalt findes ikke i naturen som rent grundstof, men er en hovedbestanddel af et begrænset antal sulfid-, arsenid- og antimonidmineraler. Ved overfladeforvitring omdannes cobaltmineraler til bl.a. sjældne oxider og arsenater som fx mineralet erythrit.

Annonce

Magmabjergarter og metamorfoserede bjergarter har meget lave indhold af cobalt, der kan erstatte jern og magnesium i mineraler som olivin og pyroxen. Også de fleste sedimentære bjergarter er meget fattige på cobalt; dog kan dybhavsler og specielt dybhavets mangannoduler have meget høje indhold. Mangannoduler har op til 5 % og udgør en fremtidig, nærmest uudtømmelig cobalt-nikkel-malm og kobbermalm.

Egenskaber
Nummer27
AtomtegnCo
Navnkobolt
Relativ atommasse58,933
Densitet8,9 g/cm3 (20 °C)
Smeltepunkt1495 °C
Kogepunkt2870 °C
Opdagelse1735 (G. Brandt)

Cobalt udvindes af hydrotermale årer, hvor cobaltmineraler findes sammen med sølv- og uranmineraler, og af nikkel-kobber-malme (såkaldte nikkel-pyrrhotit-malme) knyttet til ultramafiske bjergarter. Meget vigtige forekomster findes i de sedimentære kobbermalme i Kobberbæltet i Centralafrika, hvor Zambia og især Den Demokratiske Republik Congo er store producenter. Den største del af de kontinentale reserver findes dog i nikkel-laterit-forekomster, der er opstået ved forvitring af ultramafiske magmabjergarter, hvor cobalt og nikkel er frigjort ved forvitringen af olivin.

Teknisk fremstilling og anvendelse

De vigtigste producentlande er Den Demokratiske Republik Congo, der dækker ca. 50 % af verdensproduktionen. Produktionen er dog også startet eller øget i mange andre lande, således at cobaltproduktionen er mere end fordoblet i tiåret fra 1996 til 2006 og fordoblet fra 2006 til 2013. Det meste cobalt fremkommer som biprodukt ved udvinding af kobber og nikkel. Ved ristning af de cobaltholdige malme og biprodukter dannes cobaltoxid, som efter rensning reduceres til cobalt enten med brint eller magnesium eller gennem elektrolyse af opløst cobaltsulfat.

Cobalt anvendes især som hovedbestanddel i de såkaldte superlegeringer, som har stor styrke, slidfasthed, korrosions- samt temperaturbestandighed, og som bl.a. anvendes i jetmotorer. En af disse legeringer, vitallium, anvendes desuden til kirurgiske proteser og implantater. Endvidere indgår cobalt som legeringsbestanddel i magnetmaterialer til permanente magneter, i værktøjsstål og i modstandstråd til varmelegemer. En særlig rolle spiller cobalt som bindemiddel ved sintring af hårdmetal.

Mineproduktion i ton
20062013
Australien60006400
Brasilien 3000
Canada56006920
Cuba40004200
Den Demokratiske Republik Congo22.00054.000
Filippinerne 3190
Kina 7200
Ny Kaledonien11003000
Rusland51006300
Sydafrika 3000
Zambia86005200
andre lande51008000
i alt57.500110.000
Reserverne er i 2013 opgjort til ca. 7 mio. t.
Kilde: Mineral Commodity Summaries 2007 og 2015

Forbindelser

Cobalt indgår i forbindelser i oxidationstrin fra -1 til +4. De mest almindeligt forekommende oxidationstrin er dog +2 og +3. Næsten alle cobaltforbindelser er farvede.

Oxidationstrin +2. Det lyserøde cobalt(II)oxid, CoO, opløses let i smelter af fosfater, silikater og borater og får en smuk, blå farve. Ved sammensmeltning af cobalt(II)oxid med kaliumcarbonat og kvarts dannes det glasagtige smalte, der bruges til blåfarvning i glas- og keramikindustrien. Thénards blåt, cobaltblå, er det krystallinske cobalt(II)aluminat, CoAl2O4. Rinmans grønt fås ved sammensmeltning af zinkoxid og CoO. Sammensætningen kan variere noget, og betegnelsen svarer ikke til en veldefineret kemisk forbindelse. Blåfarvning af glas og porcelæn er en af de ældste anvendelser af cobalt(II)-forbindelser. Egyptisk keramik, der kan dateres til ca. 2600 f.Kr., indeholder cobalt i oxidationstrin +2. Andre forbindelser med udbredt anvendelse er det røde cobalt(II)sulfat, CoSO4∙7H2O, der bruges som fodertilskud til kvæg, og cobalt(II)sulfamat, Co(OSO2NH2), der bl.a. bruges i fabrikationen af præcisionsstøbeforme til fremstilling af compact disks (cd'ere). En række cobalt(II)-salte af organiske syrer, de såkaldte cobaltsæber, fx cobalt(II)oleat og cobalt(II)lineolat, bruges til at fremskynde tørringen af umættede olier som linolie og sojaolie. Mangfoldige andre cobalt(II)-forbindelser bruges som katalysatorer i den kemiske industri. Vandige, fortyndede opløsninger af cobalt(II)-forbindelser indeholder den lyserøde ion hexaaquacobalt(II), Co(H2O)62+. En vigtig forbindelse er det blå cobalt(II)klorid, CoCl2, som pr. formelenhed kan opsuge 6 mol vand under dannelse af det lyserøde CoCl2∙6H2O. Forbindelsen finder anvendelse som indikator i silicagel (blågel), der anvendes som tørringsmiddel i exsiccatorer.

Oxidationstrin +3. Den tilsvarende ion i oxidationstrin +3, hexaaquacobalt(III), Co(H2O)63+, er så stærkt et oxidationsmiddel, at den ikke kan eksistere i længere tid i vandig opløsning, da den sønderdeler vand under udvikling af oxygen. Sættes fx ammoniak, nitritioner eller cyanidioner til en opløsning af en cobalt(II)-forbindelse, udskiftes et eller flere af vandmolekylerne i Co(H2O)62+-ionen med de tilsatte molekyler eller ioner, og der dannes komplekse forbindelser, som allerede af luftens oxygen oxideres til cobalt(III)-forbindelser. Cobalts kompleksforbindelser med oxidationstrin +3 er meget stabile i vandige opløsninger og er kun svage oxidationsmidler.

Øvrige oxidationstrin. I enkelte komplekse forbindelser, fx ionen [Co(CN)3CO]2-, kan cobalt tilskrives oxidationstrinnet +1, i carbonylforbindelserne Co2(CO)8, Co4(CO)12 og Co6(CO)16 oxidationstrinnet 0 og i ionen [Co(CO)4]- —1. Forbindelsen Ba2CoO4 indeholder formelt cobalt i oxidationstrin +4, men er vanskelig at opnå i støkiometrisk renhed.

Biologi

Cobalts funktion i hvirveldyr er som bestanddel af B12-vitamin. Især i bakterier, men også i planter kan cobalt virke som aktivator af visse enzymer. Cobaltmangel kendes fra drøvtyggere, som er afhængige af tarmbakteriers dannelse af B12-vitamin.

Cobaltbestråling

Cobaltbestråling, som anvendes ved behandling af kræftsygdomme, blev udviklet i 1950'erne som den første form for højvoltbestråling. Den kunstigt fremstillede isotop 60Co udsender gammastråler, hvis energi overstiger 1 MeV. I 1960'erne fremkom kraftigere højvoltbestrålingsapparatur, hvorefter cobaltbestråling kun blev anvendt ved behandling af kræftsvulster, der ikke ligger for dybt. Den radioaktive isotop anbringes i en indkapslet cobaltkanon, hvorfra strålingen rettes mod det ønskede mål, fx kræftsvulster i huden eller lymfeknuderne. Halveringstiden for 60Co er 5,2 år, hvorfor regelmæssig udskiftning af strålingskilden er nødvendig.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Niels F. Gram, Henning Sørensen, Mikael Rørth, Niels Grunnet, Ove W. Dietrich, Svend Erik Rasmussen: cobalt i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 23. marts 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=57826