(Lat.: cobaltum), symbool Co, atoomnr 27, atoomgewicht 58,94, behoort tot de elementen van de achtste groep van het periodiek systeem en het vertoont veel overeenkomst met nikkel. Het was in zijn mineralen reeds in de Middeleeuwen bekend, maar eerst in 1735 werd het metaal door G.
Brandt bereid. De naam zou zijn afgeleid van kobold, een kwade berggeest, omdat de kobaltmineralen tot verwisseling met zilver aanleiding geven en bovendien giftig zijn. Het komt niet gedegen voor, maar vnl. in de vorm van zwavel- en arseenverbindingen, zoals in de eerste plaats spijskobalt: CoAs2; kobaltglans: CoAsS; kobaltkies: Co3S4 e.d. Door roosten van deze ertsen en verwijderen van het ijzer door het gerooste erts met zand en kalk te smelten, kan daarna het overblijvende oxyde Co30, worden gereduceerd tot metaal langs de droge weg met koolstof of waterstof. Meestal echter wordt het oxyde echter verder langs de natte weg gezuiverd. Kobalt komt weinig verbreid voor, thans wordt het vnl. in Afrika (Belg.-Kongo en Noord-Rhodesia) gewonnen. De jaarproductie is ca 5000 ton. In geringe hoeveelheden komt het echter ook in Europa op verschillende plaatsen, o.a. in Duitsland, voor, zodat het kobaltblauw reeds sinds de Oudheid bekend is.Kobalt is een wit metaal, gelijkend op nikkel; het is hard en taai. Het smeltpunt is 1480 gr. C., de dichtheid is 8,76. Evenals nikkel is het ferromagnetisch (tot 1150 gr.C.), zij het zwakker dan ijzer. Het is ook bij verhitting zeer bestendig aan de lucht en evenzo tegenover alkaliën en sterk salpeterzuur, maar het wordt aangetast door verdund zoutzuur en salpeterzuur, zodat het ook wel eens voor galvanische bedekking wordt gebruikt. Legeringen van ijzer met kobalt munten uit door een sterk permanent magnetisme en voorts door hardheid, ook bij hoge temperatuur. Aldus worden legeringen met 20-60 pct kobalt als magneetstaal gebruikt; moderner nog is als magneetmetaal alnico, een legering uit aluminium, nikkel en kobalt (rijwieldynamo’s). Legeringen, die naast kobalt ook chroom, ijzer, wolfraam en nikkel bevatten (stelliet), zijn materiaal voor sneldraaibeitels. Ook wordt kobalt gebruikt als matrix-metaal voor het inbedden van korrels van de zeer harde carbiden van wolfraam, niobium enz. in de zgn. hardmetalen (Widia).
Het oudste gebruik van kobalt, dat nog steeds van belang is, vormt de bereiding van kobaltblauw, Saksisch blauw, koningsblauw of smalt, een fijngemalen glasvormig kaliumkobaltsilicaat. Dit wordt verkregen door kobaltoxyde met potas, kaliumcarbonaat en zand samen te smelten, en na uitgieten in water het product te malen. Dit prachtige, stabiele, blauwe pigment is reeds sinds de Oudheid gebruikt. Het heeft in olieverf echter weinig dekkracht en geringe glans, zodat de voornaamste toepassing in de ceramische industrie ligt. Reeds 0,1 pct kobaltoxyde, aan glas en glazuren toegevoegd, geeft deze een fraaie blauwe kleur.
Het gebruik van de natuurlijke kobaltmineralen en van onzuiver kobaltoxyde als ceramische kleurstof is reeds zeer oud (Egypte, Babylonië, Rome). Pas later werd de smalt opzettelijk kunstmatig bereid.
Hetgeen in de handel is als kobaltoxyde, is in de eerste plaats het Co304, ook saffloor genoemd, in verschillende graden van zuiverheid; maar onder dezelfde naam worden ook het oxyde CoO en voorts kobaltcarbonaat, phosphaat enz. verstaan. Het bekende Chinese-, Delftse-, Sèvres- enz. blauw is met kobalt verkregen. Er zijn nog vele andere kobaltpigmenten, die echter van geringe betekenis zijn. Met aluminiumoxyde ontstaat Thénard’s blauw, met zinkoxyde Rinmann’s groen, hetgeen een gevoelige reactie tot onderscheiding van aluminium en zink vormt.
In de Fischer-Tropsch-synthese van synthetische benzine wordt van kobaltkatalysatoren gebruik gemaakt. Voorts is in de laatste tijd door neutronenbestraling van kobalt een kunstmatig radio-actief isotoop van kobalt verkregen, Co80 (halfwaarde-tijd 5,3 jaar), dat van belang is geworden ter vervanging van het kostbare radium bij de behandeling van kanker (z radioactiviteit). Door gebrek aan kobalt kunnen veeziekten ontstaan, zodat blijkbaar sporen kobalt nodig zijn voor het organisme. Het is nader gebleken, dat het vitamine Bi2 kobalt bevat.
Kobaltverbindingen
Kobalt treedt zowel twee- als driewaardig op; slechts zelden is het vierwaardig. Zowel de enkelvoudige zouten als vooral ook de zeer talrijke complexe verbindingen van kobalt zijn bijna alle opvallend gekleurd.
Als oxyden zijn bekend het kobalto-oxyde CoO, het kobaltioxyde Co203 en het kobalto-kobalti-oxyde Co304. Het eerste kan worden verkregen door verhitting van het laatstgenoemde en door verhitting van het hydroxyde of carbonaat onder uitsluiting.van de zuurstof. Het overeenkomstige hydroxyde Co(OH)2 ontstaat bij het neerslaan uit oplossingen van kobalt (o)-zouten met basen als een blauw, later rosé, neerslag. Aan de lucht wordt het bruin door oxydatie tot het kobalti-hydroxyde Co(OH)3.4.H20. Door verhitting van dit laatste ontstaat het bruine kobalti-oxyde Co203. Het zwarte Co304, isomorph met magnetiet, Fe304, ontstaat bij de verhitting van kobaltnitraat.
De enkelvoudige verbindingen zijn vrijwel alle afgeleid van het tweewaardige kobalt. Behalve bovengenoemd oxyde en hydroxyde zijn alleen het kobalti-fluoride, CoF3, en een instabiel sulphaat bekend. Het kobalti-ion is nl. een zo sterk oxydatiemiddel, dat het zoutzuur en ook water oxydeert, zodat bijv. CoCl3 onbestaanbaar is. Bij de complex-verbindingen zijn juist die van de driewaardige vorm bijzonder stabiel. De kobaltzouten, zoals het chloride COCl2.6H20, het nitraat Co(N03)2.6H20 en het sulphaat Co(S04). 7H,0 zijn zowel in vaste toestand als in oplossing rosé gekleurd, dit is de kleur van het gehydrateerde kobalto-ion. In wezen zijn deze zouten aquo-complexen, bijv. [CO(H20)6]Cl2. De watervrije zouten zijn echter geheel anders gekleurd, vaak blauw, maar bijv. CoBr2 is helder groen. Van deze overgang van rood naar blauw wordt gebruik gemaakt door bij de bereiding van het droogmiddel silicagel (z silicium) een weinig kobalt-nitraatoplossing toe te voegen. In droge toestand is de massa dan blauw (blauwgeel), maar wanneer het uitgewerkt is, wordt het rose, waarna het door verhitting weer geregenereerd kan worden. Ook kan men een verdunde kobalt- zoutoplossing voor geheimschrift (sympathetische inkt) gebruiken. Bij verwarming wordt het vrijwel kleurloze schrift duidelijk blauw. Ook de zgn. plaatjesbarometers berusten op deze overgang van blauw naar rood bij toenemende vochtigheidsgraad van de lucht. De practische betekenis van deze verbindingen is gering.
Kobaltsiccatief
een katalysator bij de „droging” (= oxydatie) van lijnolie (verf), is het harszure of linolzure zout van kobalt; het is een zeer belangrijke toepassing van dit element. Het gewone kobaltsulfide is CoS; er zijn echter ook sulfiden met meer zwavel, overeenkomstig met de oxyden; CoS ontstaat niet wanneer in zuur milieu zwavelwaterstof in een kobalt-oplossing wordt geleid. Eenmaal gevormd, bijv. met ammoniumsulfide, lost het echter niet meer op in verdunde zuren. Van de verschillende arseniden, die als mineraal bekend zijn, is CoAs2, spijskobalt, het belangrijkste.
Kobaltchloride
CoCl2.6H2Ö, is rood gekleurd, evenals de waterige oplossing. Met overmaat zoutzuur wordt de kleur blauwachtig door de vorming van een complex ion [CoCl4]". Andere bekende kobaltzouten zijn nog het acetaat en het nitraat. Het is moeilijk de zouten geheel van nikkel te bevrijden.
Kobalt vormt evenals nikkel en ijzer met koolmonoxyde carbonylverbindingen, zoals Co(CO)4 als onbestendige, oranje kristallen, die gemakkelijk overgaan in Co(CO)3.
Het aantal complex-verbindingen van kobalt is zeer groot; er zijn er meer bekend dan van enig ander element. Van het tweewaardige kobalt zij hier vermeld het K4Co(CN)6, analoog met geel bloedloogzout. Terwijl echter het vrije kobalto-ion juist zo stabiel is, is het complexe kobalti-ion zo stabiel, dat de genoemde verbinding niet alleen gemakkelijk door de lucht wordt geoxydeerd, maar zelfs in staat is water te reduceren tot waterstof. Hierbij ontstaat het K3CO(CN)6, het analogon van rood bloedloogzout. De grote stabiliteit van deze kobalti-verbinding is door Pauling verklaard uit de vorming van een stabiele electronenconfiguratie, dezelfde, die in het evenzo bij uitstek stabiele geel bloedloogzout optreedt, dat immers ook evenveel electronen heeft.
De complexe verbindingen van het driewaardige kobalt ontstaan bijna steeds door oxydatie van oplossingen van het tweewaardige kobalt.
De reeksen worden aangeduid door de kleur; zo zijn er de gele luteo zouten: [CO(NH3)6]Cl3, de rode roseo zouten [CO(NH3)5Cl]Cl2 en de purpureo verbindingen [CO(NH3)5(H20)]Cl2, die purperrood zijn. Het [CO(NH8)4Cl2]Cl komt in twee isomere vormen voor, als het groene praseokobaltichloride en het violette violeo-zout. Deze isomerie is een trans- en cis-isomerie, doordat hij de substituenten, gerangschikt in een octaëder om het kobaltatoom, de twee chloor- atomen resp. aan niet of wel naast elkaar liggende hoekpunten zijn gelegen. In de rationele internationale benaming zijn dit ammin- complexen en wel resp. hexamminkobaltichloride, pentammin- kobaltichloride, pentamminaquokobaltichloride enz. De benaming kobaltiaak wordt gebruikt wanneer het complex negatief is, zoals bij Na3[Co(N02)6]; het gele natriumhexanitritokobaltiaak of natriumkobaltnitriet. Deze stof is bekend als een reagens op kalium, daar het kaliumzout zeer weinig oplosbaar is. Merkwaardig is het [CO(NH8)3Cl3], waarin het complex geen lading draagt en dat elders ook in waterige oplossing als niet-electrolyt de stroom niet geleidt.
Het is vooral de verdienste geweest van A. Werner, dat inzicht is verkegen in de bouw van deze talloze complex-verbindingen. Naast de reeds genoemde cis-trans-isomerie komt ook optische isomerie bij deze kobalt-verbinding voor, bijv. by [Coen8]Br8, waar- in „en” een gebruikelijke afkorting is voor aethyleendiamine: CH2NH2.CH2NH2. Een diamine-molecule bezet hier telkens twee hoekpunten van de tetraeder, hetgeen op twee spiegelbeeldige wijzen kan geschieden.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: A. Werner, Neuere Anschauungen auf dem Gebiete der anorganischen Chemie (5de dr., 1923); Thorpe, Dict. of Applied Chemistry; Ullmann, Enzykl. der technischen Chemie 6; 569 (1930) R- S. Young, Cobalt (New York 1948); Kirk-Othmer, Encycl. of Chem. Technology 4, 4, 199 (New York 1949).
