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Cobalt

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{{#if: behandelt das chemische Element. Zu weiteren Bedeutungen siehe Cobalt (Begriffsklärung). 

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Cobalt (chemische Fachsprache; lateinisch cobaltum, standardsprachlich Kobalt; vom Erstbeschreiber Georg Brandt (1694–1768) nach dem Kobalterz als Ausgangsmaterial Cobalt Rex benannt<ref name="PriesnerFigala1998" /><ref name="CIC1960" />) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Co und der Ordnungszahl 27. Es steht in der 9. Gruppe bzw. Cobaltgruppe des Periodensystems. In der älteren Zählweise zählt es zur 8. Nebengruppe oder Eisen-Platin-Gruppe.

Cobalt ist ein silbergraues, hartes und eher sprödes Metall, welches bereits seit 1739 bekannt ist. Es wird in Akkumulatoren, Katalysatoren, blauen Pigmenten (die u. a. benutzt werden, um Kobaltglas herzustellen) sowie in Legierungen verwendet. Als Bestandteil von Vitamin B12 ist Cobalt zudem für alles menschliche und tierische Leben essenziell. Darüber hinaus ist Cobalt wie seine Nachbarn Eisen und Nickel ferromagnetisch.

Geschichte

Cobaltpigmente mit ihrer blauen Farbe sind schon seit langer Zeit bekannt. Diese wurden für das Färben von Glas (Cobaltglas), Keramiklasuren und als Porzellanfarbe genutzt. In Eridu (Mesopotamien) wurde ein 2000 v. Chr. entstandenes cobalthaltiges blaues Glasstück gefunden.<ref>Harry Garner: An Early Piece of Glass from Eridu. In: Iraq. 1956, Band 18, Nummer 2, S. 147, Vorlage:DOI.</ref> Im Alten Ägypten begann die größere Produktion von Cobaltglas in der 18. Dynastie (etwa 1550 v. Chr.) Hierfür wurde wahrscheinlich cobalthaltiger Alaun genutzt, der in Dachla und Charga gefunden wurde.<ref>Andrew Shortland, M. S. Tite, I. Ewart: Ancient exploitation and use of cobalt alums from the western oases of egypt. In: Archaeometry. 2006, Band 48, Nummer 1, S. 153–168, Vorlage:DOI.</ref> Eine weitere, schon seit dem Altertum genutzte Mine für Cobalterze, liegt in Qamsar in der Nähe von Kashan (Persien, heute Iran). Hier wurden vor allem Cobaltit und Erythrin abgebaut.<ref>Moujan Matin, Mark Pollard: Historical Accounts of Cobalt Ore Processing from the Kashan Mine, Iran. In: Iran. 2015, Band 53, Nummer 1, S. 171–183 Vorlage:DOI.</ref> In China sind cobalthaltige Pigmente erstmals in der Sancai-Glasurtechnik aus der Tang-Dynastie im 7. Jahrhundert bekannt. Später, vor allem während der Yuan- und Ming-Dynastie wurden cobalthaltige Pigmente als Unterglasurfarbe für Blau-Weiß-Porzellan verwendet.<ref>Yun Zhang, A. Mark Pollard: The archaeological and scientific analysis of blue‐decorated ceramics in the Tang and Song dynasties. In: Archaeometry. 2022, Band 64, Nummer 6, S. 1394–1410, Vorlage:DOI.</ref> Anfangs wurden Cobalterze aus Persien importiert, später auch lokale Lagerstätten genutzt.<ref>Howell G. M. Edwards, Philippe Colomban: Blue by Fire: A Marker of the Technical History of Glass and Ceramics. Springer, 2025, ISBN 978-3-031-77122-4, S. 50–53.</ref>

Wann die Cobaltlagerstätten im Erzgebirge erstmals zur Gewinnung von Erzen genutzt wurden, ist nicht geklärt. Die 1684 erschienene Chronik Christian Meltzers nennt Peter Weidenhammer, der angeblich um 1520 in Schneeberg erstmals blaue Farbe hergestellt und nach Venedig verkauft habe. Es gibt aber auch Hinweise darauf, dass schon seit dem 12. Jahrhundert Cobaltpigmente im Erzgebirge produziert und beispielsweise nach Italien exportiert wurden. Um 1540 entwickelte Christoph Schürer gemäß Christian Lehmann in der Eulenhütte angeblich das Pigment Smalte und begründete damit die Blaufarbenwerke Böhmens und Sachsens.<ref>A. Zucchiatti, Anne Bouquillon, I. Katona, A. D’Alessandro: The 'della Robbia blue’: A case study für the use of cobalt pigments in ceramics during the italian renaissance. In: Archaeometry. 2006, Band 48, Nummer 1, S. 131–152 Vorlage:DOI.</ref><ref name="Oeser">Die sächsischen Blaufarbenwerke. In: Louis Oeser (Hrsg.): Album der Sächsischen Industrie. Band 1, 1856, Seite 78–81 (online auf Wikisource).</ref> Georgius Agricola nennt im 1530 entstandenen Bermannus cobaltum als ein Cobalt- oder Arsenhaltiges Mineral.<ref>Dominik Berrens: Names and Things: Latin and German Mining Terminology in Georgius Agricola’s Bermannus. In: Antike und Abendland. 2020, Band 65-66, Nummer 1, S. 232–243 Vorlage:DOI.</ref>

1735 konnte Georg Brandt aus Smalte, den er aus Linneit hergestellt hatte, ein unbekanntes Metall gewinnen, das er cobalt regulus nannte. Er klassifizierte es als Halbmetall, um es von den schmiedbaren „richtigen“ Metallen zu unterscheiden.<ref>Edwin M. Gusenius: Beginnings of Greatness in Swedish Chemistry: Georg Brandt, (1694-1768). In: Transactions of the Kansas Academy of Science. 1967, Band 70, Nummer 4, S. 413 Vorlage:DOI.</ref> Nachdem andere Forscher seine Entdeckung zunächst in Zweifel gezogen hatten, bestätigte schließlich 1780 Torbern Bergman, dass es sich bei Cobalt um ein eigenständiges Metall handelt.<ref>Anders Lennartson: Carl Wilhelm Scheele and Torbern Bergman: The Science, Lives and Friendship of Two Pioneers in Chemistry. Springer Nature. 2020, ISBN 978-3-030-49194-9, S. 225.</ref>

Der Name Cobalt oder Kobalt leitet sich vom Berggeist Kobold ab. Dies beruht darauf, dass die Bergleute bei der Suche nach Silber Kobalterze für wertlos hielten und glaubten, dass ein Kobold das Silber gestohlen und ihnen dann das wertlose Cobalterz untergeschoben hätten.<ref name="Oeser"/><ref>Vorlage:Dwds.de</ref> Im Deutschen wurde lange Zeit Kobalt als Name des Elements verwendet. Die offizielle Schreibweise wurde 1975 von einer Kommission der Gesellschaft Deutscher Chemiker, der Schweizerischen Chemischen Gesellschaft und der Gesellschaft Österreichischer Chemiker geändert und an die international übliche Schreibweise Cobalt angepasst.<ref>W. Klemm: Vorwort zur deutschen Fassung der zweiten Ausgabe. Veröffentlicht in: International Union of Pure and Applied Chemistry (Hrsg.): Nomenklatur der Anorganischen Chemie. Deutsche Ausgabe der Empfehlungen 1990. Wiley-VCH, 1993, ISBN 978-3-527-60319-0, S. XXIV-XXVII.</ref>

Vorkommen

Datei:Cobaltite-Chalcopyrite-114178.jpg
Cobaltit auf Chalcopyrit

Cobalt ist mit einem Gehalt von 25 ppm in der kontinentalen Erdkruste<ref name="CRC">Vorlage:CRC Handbook</ref> ein zwar verbreitetes, aber nicht sehr häufiges Element. Wird dagegen die gesamte Erde betrachtet, ist Cobalt mit einem Gehalt von 900 ppm deutlich häufiger. Dies liegt daran, dass Cobalt ein siderophiles (eisenliebendes) Element ist, weswegen sich die größte Menge Cobalt im Erdkern und Erdmantel befindet. So besteht der Erdkern zu etwa 0,255 % aus Cobalt.<ref>Rebecca A Fischer, William F McDonough: Earth’s core composition and core formation. In: Ariel Anbar, Dominique Weis (Hrsg.): Treatise on Geochemistry. 3. Auflage, Elsevier, 2025, ISBN 978-0-323-99763-8, S. 27.</ref> Dementsprechend sind auch ultramafische Gesteine wie Dunit oder Serpentinit besonders cobaltreich.<ref name="Dehaine">Quentin Dehaine, Laurens T. Tijsseling, Hylke J. Glass, Tuomo Törmänen, Alan R. Butcher: Geometallurgy of cobalt ores: A review. In: Minerals Engineering. Band 160, 2021, Artikel 106656, Vorlage:DOI.</ref> Der durchschnittliche Cobaltgehalt von ultramafischem Gestein beträgt 110 ppm.<ref name="EncyclopdiaGeochemistry">Olivier Pourret, Michel-Pierre Faucon: Cobalt. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 291–294.</ref>

In der Erdkruste ist Cobalt sowohl lithophil (gesteinsliebend) als auch chalcophil (schwefelliebend) und besitzt einen ähnlichen Ionenradius wie Eisen, Nickel und Mangan. Dadurch wird Cobalt bei der Kristallisation von Lava häufig in gesteinsbildene Eisen-Mangan-Minerale eingebaut. Es bildet nur wenige eigenständige Minerale, sondern findet sich überwiegend als Nebenbestandteil in eisen- oder nickelhaltigen Gesteinen.<ref name="Dehaine"/>

Erze mit einem höheren Cobaltgehalt können sich auf mehrere Arten bilden. Zum einen enthält vulkanische Lava Cobalt, so dass magmatische Lagerstätten wie Sudbury in Kanada oder Norilsk in Russland neben Nickel und Kupfer auch Cobalt enthalten, das als Nebenprodukt abgebaut werden kann. Typischerweise enthalten diese Lagerstätten 0,04 bis 0,08 % Cobalt.<ref name="Critical Metals Handbook">Stephen Roberts, Gus Gunn: Cobalt. In: Gus Gunn (Hrsg.): Critical Metals Handbook. Wiley-VCH, 2014, ISBN 978-0-470-67171-9, S. 122–149.</ref> Durch Verwitterung insbesondere von ultramafischen Gesteinen kann sich Cobalt anreichern. Dies geschieht etwa bei der Bildung von Nickel-Cobalt-Lateriten unter subtropischen Bedingungen. Hierbei entstehen Erze mit einem durchschnittlichen Cobaltgehalt von 0,08 %. Zum dritten kann sich Cobalt über hydrothermale Prozesse anreichern und Adern mit einem durchschnittlichen Cobaltgehalt von bis zu 0,92 % bilden.<ref name="Dehaine"/> Auch Cobaltminerale wie Cobaltit bilden sich hydrothermal.<ref>Cobaltite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 61 kB; abgerufen am 6. Juli 2020]).</ref> Durch Verwitterung und Metamorphose von Gesteinen, die reich an hydrothermal entstandenen Cobalterzen waren, entstanden die besonders cobaltreichen Erze des Copperbelts im Lufilian-Bogen in der Demokratischen Republik Kongo und Sambia.<ref name="Critical Metals Handbook"/>

Datei:Erythrite-168034.jpg
Erythin

Cobalt kommt auch in Manganknollen der Tiefsee mit einem Gehalt von 0,3 bis 1,2 % vor.<ref>Xu Wang, Wenqing Qin, Maolin Li, Xueduan Liu, Yangrui Cheng, Shiping Chen, Congren Yang: Mineralogy of Deep-Sea Manganese Nodules and Advances in Extraction Technology of Valuable Elements from Manganese Nodules. In: Metals. Band 14, 2024, Artikel 1359, Vorlage:DOI.</ref> Eine mögliche Erklärung für den Gehalt von Cobalt in Manganknollen ist, dass das in geringen Mengen als Co2+ im Meerwasser gelöste Cobalt durch festes Mangan (Mn4+) in einer Redoxreaktion zu Co3+ oxidiert wird und anschließend Eisen (Fe3+) in den Mineralen der Manganknollen substituiert.<ref name="EncyclopdiaGeochemistry"/>

Das Element bildet vor allem mit Schwefel und Arsen verschiedene Minerale wie Cobaltit CoAsS, Skutterudit CoAs3, Safflorit (Co,Ni,Fe)As2, Carrollit CuCo2S4, Cattierit CoS2 und Linneit Co2+Co3+2S4. Wichtigstes oxidisches Cobaltmineral ist Heterogenit Co3+O(OH), daneben ist noch das Cobaltarsenat Erythrin Co3(AsO4)2 · 8 H2O häufig. Insgesamt sind 2025 67 verschiedene Cobaltminerale anerkannt.<ref>The mineralogy of Cobalt. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 12. November 2025.</ref> Die sulfidischen und arsenidischen Minerale sind dabei überwiegend hydrothermal entstandene primäre Minerale, während Arsenate oder Oxide als Sekundärminerale durch Verwitterung und Oxidation entstanden sind. Wichtige Fundorte von Cobalt-Mineralen sind Schneeberg und Jáchymov im Erzgebirge, in Deutschland dazu Wittichen, das Siegerland und Richelsdorfer Gebirge, Tunaberg und Filipstad in Schweden, Lavrio in Griechenland, Bou-Azzer in Marokko, der Copperbelt in der Demokratischen Republik Kongo und Sambia, Timiskaming District in Kanada und Mount Isa in Australien.<ref> Robert M. Hazen, Grethe Hystad, Joshua J. Golden, Daniel R. Hummer, Chao Liu, Robert T. Downs, Shaunna M. Morrison, Jolyon Ralph, Edward S. Grew: Cobalt mineral ecology. In: American Mineralogist. Band 102 Heft 1, S. 108-116, Vorlage:DOI.</ref>

Gediegenes Cobalt wurde durch Luna 24 im Mare Crisium auf dem Mond<ref>A. V. Mokhova, T. A. Gornostaeva, P. M. Kartashov, A. P. Rybchuk, O. A. Bogatikov: Native Cobalt from Regolith of Mare Crisium. In: Doklady Earth Sciences. Band 491, Nr. 2, 2020, S. 42–45, Vorlage:DOI.</ref> sowie in 9,63 km Tiefe der Kola-Bohrung<ref>T. A. Gornostaeva, A. V. Mokhov, P. M. Kartashov, K. V. Lobanov: Native Cobalt in Deep Levels of the Kola Superdeep Borehole. In: Geology of Ore Deposits. Band 65, Nr. 8, 2023, S. 886–894, Vorlage:DOI.</ref> gefunden. Es ist jedoch nicht als Mineral anerkannt.<ref>Native Cobalt. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 12. November 2025.</ref> Anerkannt ist die Cobalt-Eisen-Legierung Weirauit mit etwa 50 % Cobalt.<ref>G. A. Challis, J. V. P. Long: Wairauite—a new cobalt-iron mineral. In: Mineralogical Magazine. Band 33, Nr. 266, 1964, S. 942-948, Vorlage:DOI.</ref>

Die größten Reserven an Cobalterz liegen in der Demokratischen Republik Kongo, sie werden auf 6 Millionen Tonnen (von 11 Millionen Tonnen weltweit) geschätzt. Im Kongo wird auch ein Großteil des Cobalts abgebaut, 2024 175.000 Tonnen, was etwa 76 % des gesamten weltweiten Cobaltabbaus entspricht. Weitere größere Mengen stammen aus den Nickelminen in Indonesien, den Philippinen, Australien, Russland und Kanada.<ref>U.S. Geological Survey: Cobalt. Mineral Commodity Summaries, January 2025, abgerufen am 12. November 2025.</ref> Das einzige Bergwerk, bei dem gezielt Cobalterz abgebaut wird, ist die Bou-Azzer-Mine in Marokko, die das Erz mit dem weltweit höchsten bekannten Cobaltgehalt von etwa 1 % ausbeutet.<ref>Nicolas J. Saintilan, Moha Ikenne, Stefano M. Bernasconi, Jonathan Toma, Robert A. Creaser, Mustafa Souhassou, Julien M. Allaz, Abdelaq Karfal, Lhou Maacha, Jorge E. Spangenberg: The World’s Highest-Grade Cobalt Mineralization at Bou Azzer Associated With Gondwana Supercontinent Breakup, Serpentinite and Kellwasser Hydrocarbon Source Rocks. In: American Journal of Science. Band 323, 2023, S. 12-31, Vorlage:DOI.</ref>

Gewinnung und Darstellung

Datei:Cobalt OreUSGOV.jpg
Cobalterz
Datei:Kobalt electrolytic and 1cm3 cube.jpg
Elektrolytkobalt, Reinheit 99,9 %

Cobalt wird überwiegend aus Kupfer- und Nickelerzen gewonnen. Die genaue Gewinnungsart ist von der Zusammensetzung des Ausgangserzes abhängig. Zunächst wird ein Teil der vorhandenen Eisensulfide (FeS und FeS2) durch Rösten in Eisenoxid umgewandelt und mit Siliciumdioxid als Eisensilicat verschlackt. Es entsteht der sogenannte Rohstein, der neben Cobalt noch Nickel, Kupfer und weiteres Eisen als Sulfid oder Arsenid enthält. Durch weiteres Abrösten mit Natriumcarbonat und Natriumnitrat wird weiterer Schwefel entfernt. Dabei bilden sich aus einem Teil des Schwefels und Arsens Sulfate und Arsenate, die mit Wasser ausgelaugt werden. Es bleiben die entsprechenden Metalloxide zurück, die mit Schwefel- oder Salzsäure behandelt werden. Dabei löst sich nur Kupfer nicht, während Nickel, Cobalt und Eisen in Lösung gehen. Mit Chlorkalk kann anschließend selektiv Cobalt als Cobalthydroxid ausgefällt und damit abgetrennt werden. Durch Erhitzen wird dieses in Cobalt(II,III)-oxid (Co3O4) umgewandelt und anschließend mit Koks oder Aluminiumpulver zu Cobalt reduziert:

<chem>Co3O4 + C -> 3 CoO + CO</chem>
<chem>CoO + C -> Co + CO</chem>

Der größte Teil von Cobalt wird durch Reduktion der Cobalt-Nebenprodukte des Nickel- und Kupferabbaus und der Schmelze gewonnen.<ref name="USGS2006" /><ref name="USGS2008" /> Weil Cobalt in der Regel als Nebenprodukt anfällt, hängt die Cobaltversorgung in hohem Maße von der wirtschaftlichen Durchführbarkeit des Kupfer- und Nickelabbaus in einem bestimmten Markt ab.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>

Es gibt verschiedene Methoden, um Cobalt von Kupfer und Nickel zu trennen, abhängig von der Cobaltkonzentration und der genauen Zusammensetzung des verwendeten Erzes. Eine Methode ist die Schaumflotation, bei der Tenside an verschiedene Erzbestandteile binden, was zu einer Anreicherung von Cobalterzen führt. Durch anschließendes Rösten werden die Erze in Cobalt(II)-sulfat umgewandelt und Kupfer und Eisen oxidiert. Durch Auswaschen mit Wasser wird das Sulfat zusammen mit den Arsenaten extrahiert. Die Rückstände werden weiter mit Schwefelsäure ausgelaugt, was eine Kupfersulfatlösung ergibt. Cobalt kann auch aus der Kupferschmelze ausgelaugt werden.<ref>Vorlage:Literatur</ref>

Aufgrund der Bedeutung von Cobalt bei der Herstellung von elektronischen Geräten könnte es in den kommenden Jahren zu einer Verknappung des Angebots kommen.<ref name="LeMonde_2018" /> So wurden im Dezember 2020 Bestrebungen von den Unternehmen Lockheed Martin, Deep Green und DEME bekannt, sich Zugriff auf Rohstoffe der Tiefsee, darunter auch Cobalt, zu verschaffen, deren Abbaurechte bei kleinen Inselstaaten im Südpazifik liegen. Problematisch ist, dass für den Tiefseebergbau noch keine globalen Umweltregeln bestehen.<ref name="Spiegel_2020" />

Förderung

Staaten mit der größten Fördermenge

Datei:Cobalt - world production trend.svg
Zeitliche Entwicklung der Cobalt-Förderung (blau) und -Produktion (rot)

Die Demokratische Republik Kongo ist der größte Produzent von Kobalt. Laut einer Reportage des Fachmagazins „Illuminem“ sind die Hauptproduzenten Unternehmen mit Sitz in Großbritannien (Eurasian Natural Resources) und China (China Molybdenum und Metorex). Die chinesischen Anteilseigner wiederum kontrollieren die beiden Unternehmen, auf die 13,8 % der weltweiten Produktion und etwa 24 % der Produktion großer, bekannter und aktiver Unternehmen entfallen. Unternehmen mit Sitz in der Demokratischen Republik Kongo kontrollieren dagegen nur 3,5 % der weltweiten Produktion.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>

Cobalt-Förderung nach Staaten in Tonnen
Land 2006<ref name="USGS2007" /> 2013<ref name="USGS2014" /> 2016<ref name="USGS2017" /> 2019<ref name="USGS2021" /> 2020<ref name="USGS2022" /> 2022<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>
Vorlage:COD 22.000 54.000 66.000 100.000 98.000 144.000
Vorlage:CHN 1.400 7.200 7.700 2.500 2.200
Vorlage:CAN 5.600 6.920 7.300 3.340 3.690 3.060
Vorlage:RUS 5.100 6.300 6.200 6.300 9.000 9.200
Vorlage:BRA 1.000 3.000 5.800
Vorlage:AUS 6.000 6.400 5.100 5.740 5.630 5.790
Vorlage:ZMB 8.600 5.200 4.600
Vorlage:CUB 4.000 4.200 4.200 3.800 3.800 3.700
Vorlage:PHI 3.000 3.500 5.100 4.500 3.900
Vorlage:NCL 1.100 3.190 3.300 2.000
Vorlage:ZAF 3.000 3.000 2.100
Vorlage:MAR 1.500 1.700 2.300 2.300
Vorlage:MAD 3.400 850 3.500
Vorlage:PNG 2.910 2.940 2.990
Vorlage:IDN 1.100 9.600
Vorlage:USA 500 600 500
Vorlage:Türkei 3.400 850 2.100
restliche Länder 1200 8000 8300 6.320 7.640 6.600
Gesamt 57.500 110.000 123.000 144.000 142.000 197.000

Cobaltproduzenten

Vielfach wird Cobalt nicht in den Ländern raffiniert, in denen Cobalterze gefördert werden. Die folgende Tabelle des Cobalt Development Instituts (CDI)<ref>Offizielle Website des Cobalt Development Instituts</ref> listet die Produzenten von metallischem Cobalt sowie Cobaltsalzen und deren Produktionsmengen in Tonnen auf:<ref>Cobalt Development Institut: Vorlage:Webarchiv (PDF; 2 MB)</ref><ref>Cobalt Development Institut: Vorlage:Webarchiv (PDF; 1,6 MB)</ref><ref>Cobalt Development Institut: Vorlage:Webarchiv (PDF; 1,6 MB)</ref>

Name Land 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
CDI-
Mit-
glieder		 Ambatovy Madagaskar 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2083 2915 3464 3273
BHPB/QNPL<ref name="bhp" group="A">seit 2013 kein CDI-Mitglied mehr</ref> Australien 1800 1900 1400 1600 1800 1600 1700 2141 2631 2369
CTT Marokko 1431 1593 1613 1405 1591 1711 1600 1545 1788 1314 1353 1391 1722 1568
Eramet Frankreich 181 199 280 256 305 311 368 302 354 326 308 219 133 119
Freeport Cobalt, früher OMG Finnland 7990 7893 8170 8580 9100 8950 8850 9299 10441 10547 10010 11452 8582 11187
Gécamines DR Kongo 1200 735 600 550 606 300<ref name="ges" group="A">geschätzt</ref> 415 745 650 870 700 500 400 400
Glencore<ref name="Glen" group="A">seit 2014 CDI-Mitglied</ref>, Katanga DR Kongo 2800 2900 0
Glencore, Minara Australien 2900 3300 3200
Glencore, Mopani Copper Sambia 0 0 0
Glencore, früher Xstrata Norwegen 4556 4670 5021 4927 3939 3719 3510 3208 3067 2969 3400 3600 3100 3500
ICCI Kanada 3141 3225 3391 3312 3573 3428 3721 3706 3853 3792 3319 3210 3733 3693
Rubamin Indien<ref group="A">von 2009 bis 2013 CDI Mitglied</ref> 0 517 579 200 45
Sumitomo Japan 379 429 471 920 1084 1071 1332 1935 2007 2542 2747 3654 4259 4305
Umicore<ref group="A">inklusive Umicore China</ref> Belgien 1704 2947 3298 2840 2825 3020 2150 2600 3187 4200 5415 5850 6306 6329
Vale Inco Kanada 1000 1562 1563 1711 2033 2200 1193 940 2070 1890 2240 2051 1858 1851
Chambishi Metals Sambia 4570 3769 3648 3227 2635 2591 235 3934 4856 5435 5000 4317 2997 4725
Gesamt CDI 27.952 28.922 29.455 29.328 29.491 28.901 25.074 30.872 35.483 36.454 36.620 44.859 42.754 44.150
Nicht-
CDI-
Mit-
glieder		 China<ref group="A">ohne Umicore China</ref> 4576 8000 12700 12700 13245 18239 2544 35929 34969 29784 36062 39292 48719 45046
Indien<ref group="A">inklusive Nicomet und Rubamin (nicht 2009 bis 2013)</ref> 255 545 1220 1184 980 858<ref name="ges" group="A">geschätzt</ref> 1001 670 720 600 250 100 150 100
Glencore<ref name="Glen" group="A" />, Katanga DR Kongo 0 0 0 0 0 749 2535 3437 2433 2129 2300
Kasese Uganda 0 457 638 674 698 663 673 624 661 556 376 0 0 0
Glencore<ref name="Glen" group="A" />, Minara Australien 2039 1979 1750 2096 1884 2018 2350 1976 2091 2400 2700
Glencore<ref name="Glen" group="A" />, Mopani Copper<ref name="ges" group="A">geschätzt</ref> Sambia 2050 2022 1774 1438 1700 1450 1300 1092 1100 230 0
Norilsk Nickel<ref group="A">seit 2009 kein CDI-Mitglied mehr</ref> Russland 4654 4524 4748 4759 3587 2502 2352 2460 2337 2186 2368 2302 2040 3092
QNPL<ref name="bhp" group="A">seit 2013 kein CDI-Mitglied mehr</ref> Australien 2281 2519 1850 0
Südafrika 285 300 214 257 307 244 236 833 840 1100 1294 1332 1300 1101
Votorantim Brasilien 1097 1155 1136 902 1148 994 1012 1369 1613 1750 1653 1350 1300 400
DLA<ref group="A">Defence Logistic Agency: Cobaltverkauf aus den strategischen Reserven der USA</ref> USA 1987 1632 1199 294 617 203 180 −8 0 0 0 0 0 0
Gesamt Nicht-CDI 16.943 20.614 25.379 24.304 24.166 27.920 37.183 48.382 46764 40.735 49.284 46.895 55.359 49.739
Gesamt<ref group="A">beinhaltet keine Mengen von Herstellern, die ihre Produktion nicht veröffentlichen</ref> 44.895 49.536 54.834 53.632 53.657 56.821 59.851 79.252 82.247 77.189 85.904 91.754 98.113 93.889

Anmerkungen A: <references group="A" />

Arbeitsbedingungen

Wie bei vielen anderen Erzen erfolgt der Abbau teils unter prekären Bedingungen (insbesondere Kinderarbeit in den oft ungesicherten Minen im Kongo).<ref name="handels-2020-01">handelsblatt.com vom 17. Januar 2020, Lithium-Ionen-Batterien sind ein Milliardengeschäft – mit Schattenseite, abgerufen am 3. Oktober 2020.</ref><ref name="handels-2020-02">handelsblatt.com vom 20. Februar 2020, Die schwierige Suche nach der kobaltfreien Batterie, abgerufen am 3. Oktober 2020.</ref><ref name="FAZ2020-11-04">FAZ.net vom 14. November 2020: An Kongo führt kein Weg vorbei</ref> So wird geschätzt, dass im Kongo, wo gut die Hälfte des globalen Cobalts gefördert wird, etwa 20 % des Cobalts per Hand geschürft werden.<ref>Aktivisten verklagen Tech-Konzerne wegen Kinderarbeit. In: Handelsblatt, 18. Dezember 2019. Abgerufen am 3. Oktober 2020.</ref>

BMW kauft Cobalt (und Lithium) seit 2020 direkt selbst bei Minen in Australien und in Marokko (Bou Azzer Mine) ein;<ref name="handels-2020-01" /> Mercedes äußerte im Jahr 2020, Cobalt (und Lithium) künftig nur aus zertifiziertem Abbau kaufen zu wollen.<ref name="FAZ2020-11-04" />

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Datei:Magnetization curves.svg
Magnetisierungskurven von 9 ferromagnetischen Materialien. 1. Stahlblech, 2. Elektroblech, 3. Gussstahl, 4. Wolframstahl, 5. Magnetstahl, 6. Gusseisen, 7. Nickel, 8. Cobalt, 9. Magnetit<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Datei:Hexagonal dichteste Kugelpackung.svg
Kristallstruktur von α-Co, a = 250,7 pm, c = 406,9 pm<ref name="Schubert" />

Cobalt ist ein stahlgraues, sehr zähes Schwermetall mit einer Dichte von 8,89 g/cm³.<ref name="HOWI_1682">Vorlage:Holleman-Wiberg</ref> Es ist ferromagnetisch mit einer Curie-Temperatur von 1150 °C.<ref name="HOWI_1682" /> Cobalt tritt in zwei Modifikationen auf: einer hexagonal-dichtesten (hcp) Kristallstruktur in der Vorlage:Raumgruppe mit den Gitterparametern a = 250,7 pm und c = 406,9 pm sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle und einer kubisch-flächenzentrierten Form (fcc) mit dem Gitterparameter a = 354,4 pm.<ref name="Schubert" /> Die fcc-Modifikation ist dabei die duktilere, die hcp-Modifikation die sprödere Form.<ref name="DOI10.1088/1742-6596/1825/1/012055" /> Die hcp-Modifikation (α-Cobalt, historisch ε-Cobalt<ref name="CIC1960" />) ist bei tieferen Temperaturen stabil und wandelt sich bei ca. 450 °C in die fcc-Modifikation (β-Cobalt, historisch α-Cobalt<ref name="CIC1960" />) um.<ref name="PhyRevB1978" /> In sehr kleinen Kristallen ist auch bei einer Temperatur unter 450 °C die fcc-Modifikation die stabilere Form.<ref name="DOI10.1088/0370-1301/67/6/302" />

Als typisches Metall leitet es Wärme und elektrischen Strom gut, die elektrische Leitfähigkeit liegt bei 26 Prozent von der des Kupfers.<ref name="dtv">Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie. Bd. 1, 9. Auflage, dtv Verlagsgesellschaft, München 2000, ISBN 3-423-03217-0.</ref> Nicht passiviertes Cobaltmetallpulver ist dunkelgrau und kann sich auch selbst entzünden. Das Metall in kompakter Form ist nicht brennbar.<ref name="GESTIS" />

Eine Besonderheit stellt die Atommasse des natürlich vorkommenden Cobalts dar; sie ist mit 58,93 größer als die mittlere Atommasse von Nickel mit 58,69, dem nächsten Element im Periodensystem. Diese Besonderheit gibt es auch bei Argon und Kalium sowie bei Tellur und Iod.

Chemische Eigenschaften

Im chemischen Verhalten ist es dem Eisen und Nickel ähnlich, an der Luft durch Passivierung beständig; es wird nur von oxidierend wirkenden Säuren gelöst. Cobalt zählt mit einem Normalpotential von −0,277 V zu den unedlen Elementen. In Verbindungen kommt es vorwiegend in den Oxidationsstufen +II und +III vor. Es sind jedoch auch die Oxidationsstufen −I, 0, +I, +II, +III, +IV und +V in Verbindungen vertreten. Cobalt bildet eine Vielzahl von meist farbigen Komplexen. Darin ist, im Gegensatz zu kovalenten Verbindungen, die Oxidationsstufe +III häufiger und stabiler als +II.

Isotope

Es sind insgesamt 30 Isotope und 18 weitere Kernisomere zwischen 47Co und 77Co bekannt. Natürliches Cobalt besteht dabei vollständig aus dem Isotop 59Co. Das Element ist daher eines der 22 Reinelemente.<ref name="nubase">G. Audi, F. G. Kondev, Meng Wang, W.J. Huang, S. Naimi: The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties. In: Chinese Physics C. 41, 2017, S. 030001, doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001 (Volltext).</ref> Dieses Isotop lässt sich durch die NMR-Spektroskopie untersuchen.

Das Nuklid 57Co zerfällt über Elektroneneinfang zu 57Fe. Die beim Übergang in den Grundzustand des Tochterkerns emittierte Gammastrahlung hat eine Energie von 122,06 keV (85,6 %) und 14,4 keV (9,16 %).<ref>Table of Isotopes decay data.</ref> Hauptanwendung von 57Co ist die Mößbauerspektroskopie, z B. zum Nachweis kleinster Energie- oder Frequenzverschiebungen wie etwa zur Unterscheidung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen.

Cobalt-60

Datei:Cobalt-60 Decay Schemep.svg
Zerfallsschema von 60Co.

Das langlebigste der instabilen Isotope ist 60Co (Cobalt-60, Spin 5+), das mit einer Halbwertszeit von 5,27 Jahren durch Betazerfall zunächst in einen angeregten Zustand von 60Ni (Spin 4+) und anschließend unter Aussendung von Gammastrahlung (zwei Gammaquanten der Energie 1,17 und 1,33 MeV<ref>Georgia State University: Cobalt-60 bei HyperPhysics.</ref>) in den Grundzustand (Spin 0+) dieses Nuklids zerfällt. Aus diesem Grund wird 60Co als Gammastrahlungsquelle zur Sterilisierung oder Konservierung von Lebensmitteln, zur Materialuntersuchung (Durchstrahlungsprüfung) und in der Krebstherapie („Kobaltkanone“) verwendet.<ref>Centers for Disease Control and Prevention (CDC): Vorlage:Webarchiv Atlanta 2004, abgerufen am 21. Februar 2009.</ref> In der Medizin können auch andere Isotope wie 57Co oder 58Co als Tracer verwendet werden.<ref name="HOWI_1681">Vorlage:Holleman-Wiberg</ref> 60Co wird ausschließlich künstlich durch Neutronenaktivierung aus 59Co gewonnen. Als Neutronenquelle für die Herstellung kleinerer Mengen dienen Spontanspaltungsquellen wie 252Cf; zur Herstellung größerer Mengen werden 59Co-Pellets dem Neutronenfluss in Kernreaktoren ausgesetzt. Größter Produzent ist Kanada, dessen Schwerwasserreaktoren vom Typ CANDU exzellent für die Produktion von Cobalt-60 geeignet sind.<ref>Malkoske et al.: COBALT-60 PRODUCTION IN CANDU POWER REACTORS</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref> Aufgrund der – gerade im Licht der COVID-19-Pandemie – weiter steigenden Nachfrage wird auch in Rumänien (Kernkraftwerk Cernavodă)<ref name="NucNet_2020" /> sowie in China (Kernkraftwerk Qinshan)<ref name="yicaiglobal_2019" /> in dortigen CANDUs über eine Produktionsaufnahme nachgedacht bzw. ist diese erfolgt. Auch in anderen Reaktortypen wird oder soll Cobalt-60 produziert werden: 2018 nahm Russland am Kernkraftwerk Kursk (Typ RBMK) die Produktion von Cobalt-60 auf.<ref name="WNN_2018" /> Des Weiteren arbeiten die Hersteller Framatome (EPR)<ref name="WNN_2022" /> und Westinghouse (AP1000)<ref name="NucNet_2020a" /> daran, in bestehenden oder noch zu bauenden Druckwasserreaktoren Cobalt-60 zu produzieren. Da Leichtwasserreaktoren deutlich häufiger und in mehr Ländern gebaut wurden als Reaktoren des CANDU-Typs, könnte eine erfolgreiche Produktion von Cobalt-60 in diesen Reaktoren helfen, die Versorgung zu verbessern.

Die Entstehung von 60Co aus 59Co unter Neutronenstrahlung könnte potentiell auch zur Verstärkung der Wirkung von Kernwaffen benutzt werden, bei denen Neutronenstrahlung entsteht, indem diese mit Cobalt ummantelt würden (Cobaltbombe). Bei der Detonation würde dann der starke Gammastrahler gebildet, durch den die Umgebung stärker kontaminiert würde als durch die Kernexplosion allein.<ref>Cobalt bei rutherford-online – Lexikon der Elemente 2006.</ref> Wird 60Co nicht sachgerecht entsorgt, sondern mit anderem Cobalt eingeschmolzen und zu Stahl verarbeitet, können daraus gefertigte Stahlteile in schädlichem Maß radioaktiv sein.<ref name="Spiegel_2009" /><ref>Oak Ridge Associated Universities: Contaminated Pipe Fitting from Taiwan.</ref> Da Reaktordruckbehälter beständig dem Neutronenfluss ausgesetzt sind, kann sich – je nach Zusammensetzung des Stahls – in ihnen Cobalt-60 bilden.<ref name="DOI10.13182/NT02-A3327" /> Da der größte Teil des Eisens 56Fe ist und somit drei aufeinander folgende Neutroneneinfänge zur Erzeugung von 59Co und dann einen weiteren Neutroneneinfang im gebildeten 59Co benötigen würde, ist der Effekt in cobaltfreien Stählen allerdings sehr gering.<ref name="DOI10.1080/18811248" />

Mit 60Co wurde 1956 das Wu-Experiment vorgenommen, durch das die Paritätsverletzung der schwachen Wechselwirkung entdeckt wurde.<ref name="DOI10.1103" />

Vorlage:Siehe auch

Verwendung

Datei:Bristol.blue.glass.arp.750pix.jpg
Kobaltblaue Glasgegenstände aus Bristol

Cobalt wurde in Form von Oxiden, Sulfaten, Hydroxiden oder Carbonaten als Erstes für hitzefeste Farben und Pigmente, z. B. für die Bemalung von Porzellan und Keramik verwendet (siehe auch Smalte sowie Blaufarbenwerke). Danach folgte die wohl bekannteste dekorative Anwendung in Form des blauen Kobaltglases. Nach 1800 wurde das Cobaltaluminat (CoAl2O4) als farbkräftiges Pigment industriell hergestellt.

Als Legierungsbestandteil

Cobalt dient heute als Legierungsbestandteil zur Erhöhung der Warmfestigkeit legierter und hochlegierter Stähle, insbesondere Schnellarbeitsstahl und Superlegierungen, als Binderphase in Hartmetallen und Diamantwerkzeugen (siehe: Widia). Seine Verwendung als Legierungselement und in Cobaltverbindungen macht es zu einem strategisch wichtigen Metall. (Siehe Vitallium: Implantate, Turbinenschaufel, chemische Apparate.) Eingesetzt werden Cobaltstähle z. B. für hochbelastete Werkteile, die hohe Temperaturen aushalten müssen, wie z. B. Ventilsitzringe in Verbrennungsmotoren oder Leitschaufeln in Gasturbinen.<ref>Sebastian Weber, Frederic van gen Hassend: Eisen statt Kobalt – Ein Weg zur nachhaltigen Rohstoffnutzung. Bergische Universität Wuppertal. Abgerufen am 11. Juni 2019.</ref>

Superlegierungen auf Cobaltbasis haben in der Vergangenheit den größten Teil des erzeugten Cobalts verbraucht.<ref name="USGS2006" /><ref name="USGS2008" /> Die Temperaturstabilität dieser Legierungen macht sie für Turbinenschaufeln von Gasturbinen und Flugzeugtriebwerken geeignet, obwohl Einkristalllegierungen auf Nickelbasis ihre Leistung übertreffen.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Cobaltbasierte Legierungen sind auch korrosions- und verschleißfest, sodass sie wie Titan zur Herstellung von orthopädischen Implantaten verwendet werden können, die sich mit der Zeit nicht abnutzen. Die Entwicklung verschleißfester Cobaltlegierungen begann im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts mit den Stellitlegierungen, die Chrom mit unterschiedlichen Anteilen an Wolfram und Kohlenstoff enthielten. Legierungen mit Chrom- und Wolframcarbiden sind sehr hart und verschleißfest.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Spezielle Cobalt-Chrom-Molybdän-Legierungen wie Vitallium werden für Prothesenteile verwendet.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Cobaltlegierungen werden auch für Zahnersatz als nützlicher Ersatz für Nickel verwendet, das möglicherweise allergen ist.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Einige Schnellarbeitsstähle enthalten auch Cobalt, um die Wärme- und Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Die speziellen Legierungen von Aluminium, Nickel, Cobalt und Eisen, bekannt als Alnico, sowie von Samarium und Cobalt (Samarium-Cobalt-Magnet) werden in Dauermagneten verwendet.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Cobalt ist Bestandteil von magnetischen Legierungen, als Trockner (Sikkativ) für Farben und Lacke, als Katalysator zur Entschwefelung und Hydrierung, als Hydroxid oder Lithium-Cobalt-Dioxid (LiCoO2) in Batterien, in korrosions- bzw. verschleißfesten Legierungen und als Spurenelement für Medizin und Landwirtschaft. Cobalt wird ebenfalls in der Produktion magnetischer Datenträger wie Tonband- und Videokassetten verwendet, wo es durch Dotierung die magnetischen Eigenschaften verbessert. Seit geraumer Zeit dient Cobalt als Legierungsbestandteil für Gitarrensaiten.

Datei:Oly-Li-Ion with ruler.jpg
Lithium-Ionen-Akkumulator in Flachbauweise

In Akkumulatoren

Datei:Nissan LEAF got thirsty trimmed.jpg
Nissan Leaf, bis 2019 weltweit meistverkauftes Elektroauto, enthält kein Cobalt, sondern LMO von AESC

Seit Lithium-Ionen-Akkumulatoren in den 1990er-Jahren auf den Markt kamen, wird Cobalt für Akkumulatoren vor allem für mobile Anwendungen eingesetzt, da der Lithium-Cobaltoxid-Akkumulator eine besonders hohe Energiedichte aufweist. Der erste kommerziell erhältliche Lithium-Ionen-Akku kam als Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator von Sony im Jahr 1991 auf den Markt. Lithium-Cobalt(III)-oxid wird häufig in Lithium-Ionenbatterie-Kathoden verwendet. Das Material besteht aus Cobaltoxidschichten mit eingelagertem Lithium. Während der Entladung wird das Lithium als Lithiumionen freigesetzt.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Nickel-Cadmium-Batterien und Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren enthalten auch Cobalt, um die Oxidation von Nickel im Akku zu verbessern.<ref>Vorlage:Cite journal</ref><ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Durch den Nachfrageanstieg bei Elektroautos stieg die Nachfrage nach Cobalt an. Auch wenn der Cobaltanteil neuer Batterien rückläufig ist, wird die Nachfrage die nächsten Jahre voraussichtlich zunehmen, wenn die Verbreitung von Elektrofahrzeugen zunimmt. 2017 entfielen 8,2 % des globalen Cobaltverbrauchs auf die Elektromobilität; inklusive aller weiteren Anwendungsbereiche war die Batterieproduktion für rund 46 % des Cobaltverbauchs verantwortlich.<ref>#Faktenfuchs: Kobalt-Nachfrage steigt wegen der E-Mobilität. In: Bayerischer Rundfunk, 17. November 2019. Abgerufen am 13. Juli 2020.</ref>

Moderne Batterien enthielten mit Stand 2019 aufgrund besserer Zellkonstruktionen nur noch einen Bruchteil früherer Konstruktionen. Bestanden die Kathoden ursprünglich zu etwa einem Drittel aus Cobalt, sind es mit Stand 2023 nur noch 3 bis 6,5 %.<ref name="WiWo verrufen">Schafft es die Autoindustrie ohne das verrufene Kobalt?. In: Wirtschaftswoche, 17. November 2023. Abgerufen am 18. November 2023.</ref> LiFePO4-Batterien (LFP), wie sie etwa für Batteriespeicher verwendet werden, benötigen hingegen wie die Rezepturen LMO und LTO überhaupt kein Cobalt.<ref>Martin Doppelbauer: Strategiepapier elektrische Pkws – aktueller Stand und zukünftige Entwicklung (V1.5). Karlsruher Institut für Technologie. Abgerufen am 7. November 2019.</ref> Die etwas schwereren und billigeren LFP-Zellen werden seit 2020 auch im in China produzierten Tesla Model 3 SR+ eingesetzt.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Mit Stand 2023 lag der Marktanteil von kobaltfreien LPF-Akkus bei mehr als 30 %, Tendenz stark steigend.<ref name="WiWo verrufen" /> Im Jahr 2021 begann die Firma SVolt mit der Produktion von cobaltfreiem Kathodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien, das auf Nickel und Mangan basiert.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Als sehr interessant gilt zudem der Umstieg auf Natrium-Ionen-Akkumulatoren, die ebenfalls kobaltfrei sind und gegenüber Lithium-Ionen-Akkus deutlich günstigere Kosten erwarten lassen.<ref name="WiWo verrufen" />

In einer Studie von 2021 wurde der Verbrauch von Cobalt und anderen Ressourcen durch deutsche PKW für die Zukunft bis ins Jahr 2035 abgeschätzt: unter der Annahme, dass dann nur noch elektrische Fahrzeuge zugelassen werden, ergibt sich ein stark erhöhter Bedarf an Kupfer, Nickel, Cobalt, Lithium und Seltenen Erden.<ref>Resource consumption of the passenger vehicle sector in Germany until 2035 – the impact of different drive systems, Öko-Institut e.V, Darmstadt, 28. Mai 2021.</ref>

Als Katalysator

Katalysatoren auf Cobaltbasis werden bei Reaktionen mit Kohlenstoffmonoxid eingesetzt. Cobalt ist auch ein Katalysator im Fischer-Tropsch-Verfahren zur Hydrierung von Kohlenstoffmonoxid zu flüssigen Brennstoffen.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Bei der Hydroformylierung von Alkenen wird häufig Cobaltoctacarbonyl als Katalysator verwendet, obwohl es häufig durch effizientere Katalysatoren auf Iridium- und Rhodiumbasis ersetzt wird, z. B. den Cativa-Prozess.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Bei der Hydrodesulfurierung von Erdöl wird ein Katalysator verwendet, der von Cobalt und Molybdän abgeleitet ist. Dieses Verfahren hilft, das Erdöl von Schwefelverunreinigungen zu reinigen, die die Raffination flüssiger Brennstoffe beeinträchtigen.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Im Bereich der organischen Synthese spielt die [2+2+2]-Cobalt-Cyclisierung eine bedeutsame Rolle beim schnellen Aufbau komplexer Molekülstrukturen. Hierbei kann Ethin als grundlegender Baustein in Verbindung mit funktionalisierten Indolen unter Normaldruckbedingungen und η5-Cyclopentadienylbisethylenecobalt(I) direkt zu Carbazol-Derivaten umgesetzt und zur totalsynthetischen Darstellung, z. B. von Strychnin, verwendet werden.<ref>Eichberg, M.J., Dorta, R.L., Grotjahn, D.B., Lamottke, K., Schmidt, M., Vollhardt, K.P.C. (2002), ChemInform Abstract: Approaches to the Synthesis of (±)-Strychnine via the Cobalt-Mediated [2 + 2 + 2] Cycloaddition: Rapid Assembly of a Classic Framework. ChemInform, 33: 5, Vorlage:DOI. </ref>

Ethin in einer [2+2+2]-Cobalt-Cycloaddition

Radionuklide

Datei:60Co gamma spectrum energy-de.svg
Zerfallsspektrum von 60Co – deutlich zu erkennen die Spitzen bei 1,17 MeV und 1,3 MeV

60Co ist bei weitem das bedeutendste Radionuklid des Cobalts und eines der wichtigsten künstlichen Radionuklide überhaupt. Gründe dafür sind neben der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten der Gammastrahlung, welche beim Zerfall von Cobalt-60 anfällt, die Einfachheit der Herstellung und die relative chemische und physikalische Beständigkeit von Cobalt. Trotz der relativ hohen Zerfallsenergie ist die Halbwertszeit von 60Co mit 5,27 Jahren verhältnismäßig hoch, so dass entsprechende Quellen relativ lange „halten“ – ein weiterer Vorteil des 60Co.

Cobalt-60 wird überwiegend in Kernreaktoren hergestellt, dabei – im Gegensatz zu manch anderem industriell oder medizinisch genutzten Radionuklid – nicht vornehmlich in Forschungsreaktoren, sondern in kommerziellen Schwerwasserreaktoren vom Typ CANDU.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Bei der Herstellung erweisen sich zwei Eigenschaften natürlichen Cobalts als sehr vorteilhaft: zum einen ist das Element mononuklidisch, besteht also ausschließlich aus dem stabilen Isotop 59Co. Zum anderen ist der Wirkungsquerschnitt für den Neutroneneinfang bei Cobalt-59 relativ hoch. Wird natürliches Cobalt also Neutronenstrahlung, wie sie im Inneren eines laufenden Kernreaktors anfällt, ausgesetzt, so wird nach und nach ein Teil des stabilen natürlichen Cobalts durch Einfang eines Neutrons zu radioaktiven 60Co umgewandelt.

Durch die besondere Bauform und Funktionsweise der mit natürlichem Uran betriebenen CANDU-Reaktoren eignen sich diese besonders zur Produktion von 60Co. Zum Beispiel ist die Geschwindigkeit der Neutronen im Durchschnitt geringer als bei Leichtwasserreaktoren, wodurch Einfänge wahrscheinlicher werden. Dazu kommt die Fähigkeit, bei laufendem Betrieb Teile des Reaktorkerns auszutauschen, was es erlaubt, je nach Bedarf Cobalt- oder „herkömmliche“ Kontrollstäbe zur Verringerung des Neutronenflusses einzusetzen und „fertiges“ 60Co aus dem Reaktorkern zu entfernen auch wenn der Brennstoff noch nicht „abgebrannt“ ist.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>

Cobalt-60 findet Anwendung vor allem in der nicht-thermischen Desinfektion von medizinischen Geräten – sensible Instrumente, die die Hitze im Autoklav nicht überstehen, können so sicher und ohne die Gefahr chemischer Rückstände sterilisiert werden. Auch beim Bestrahlen von Nahrungsmitteln zur Haltbarmachung wird 60Co angewandt. Vorteilhaft auch gegenüber anderen Formen der Bestrahlung ist dabei auch die große Eindringtiefe der Gammastrahlung, die es erlaubt Lebensmittel bzw. medizinische Geräte auch in der Verpackung zu bestrahlen. Rund 40 % der weltweit im Einsatz befindlichen medizinischen Geräte zum einmaligen Gebrauch werden mit Cobalt-60 aus nur einem einzigen Kernkraftwerksstandort sterilisiert – Bruce am Huronsee in Kanada.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>

Prinzipiell denkbar wäre auch der Einsatz von 60Co als Radionuklidbatterie. Mit einer spezifischen Leistung von 13,6 W/g ist die Leistungsdichte sogar deutlich höher als bei Strontium-90 oder Plutonium-238, jedoch ist der hohe Anteil dieser Leistung, der in Form von Gammastrahlung frei wird, ebenso problematisch wie die – verglichen mit 90Sr oder 238Pu – deutlich geringere Halbwertszeit.

Physiologie

Datei:Cobalamin.svg
Strukturformel von Coenzym B12
Datei:B12 methylcobalamin.jpg
Methylcobalamin

Cobalt ist Bestandteil von Vitamin B12, dem Cobalamin, das für den Menschen lebensnotwendig ist. Beim gesunden Menschen kann dieses Vitamin möglicherweise von Darmbakterien direkt aus Cobaltionen gebildet werden. Allerdings muss Cobalamin von dem im Magen produzierten Intrinsischen Faktor gebunden werden, um im Ileum aufgenommen werden zu können.<ref>Schmidt, Lang: Physiologie des Menschen. 30. Auflage, S. 856.</ref> Da der Produktionsort des vom Menschen hergestellten Cobalamins jedoch im Dickdarm liegt,<ref>Kurt Hausmann: Die Bedeutung der Darmbakterien für die Vitamin B12- und Folsäure-Versorgung der Menschen und Tiere. In: Klinische Wochenschrift, Ausgabe 33/1955, Nummer 15–16, S. 354–359, doi:10.1007/BF01467965.</ref> ist eine Resorption nach aktuellem Wissensstand nicht möglich. Das Vitamin muss also zwingend durch die Nahrung aufgenommen werden. Es wird dennoch eine tägliche Zufuhr von 0,1 μg Cobalt als Spurenelement für den täglichen Bedarf für Erwachsene angegeben. Der Mangel an Vitamin B12 kann zu einer gestörten Erythropoese und damit zu Blutarmut führen.<ref name="EkmekciogluMarktl2006">Cem Ekmekcioglu, Wolfgang Marktl: Cobaltmangel. In: Essentielle Spurenelemente: Klinik und Ernährungsmedizin, Springer 2006, ISBN 978-3-211-20859-5, S. 198 (Vorlage:Google Buch).</ref> Bei Wiederkäuern beruht ein solcher Mangel überwiegend auf unzureichender Cobaltzufuhr<ref>Wolfgang Löscher, Fritz Rupert Ungemach, Reinhard Kroker: Vitamin B12. In: Pharmakotherapie bei Haus- und Nutztieren, 7. Auflage, Georg Thieme Verlag 2006; S. 346. ISBN 978-3-8304-4160-1.</ref>, die daraus resultierende Erkrankung wird als „Semper“, „Hinsch“ oder „Dörre“ bezeichnet und war vor allem im Schwarzwald häufig.<ref>Kirsten Stemme: Untersuchungen zur Kobalt-Versorgung von Milchkühen. Dissertation TiHo Hannover, 2002, S. 32.</ref> In der Tierproduktion wird dem Futter in Spuren Cobalt hinzugefügt, falls die Tiere von cobaltarmen Weideflächen ernährt werden müssen. Hierüber soll Wachstums- und Laktationsstörungen, Blutarmut und Appetitlosigkeit entgegengewirkt werden.<ref>Hans-Konrad Biesalski, Stephan C. Bischoff, Christoph Puchstein (Hrsg.): 11.4 Cobalt. In: Ernährungsmedizin: nach dem neuen Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer, 4. Auflage, Georg Thieme Verlag 2010; ISBN 978-3-13-100294-5, S. 205.</ref> Cobalt und seine Verbindungen werden seit einiger Zeit zur Leistungssteigerung als Dopingmittel im Leistungs- und Pferdesport eingesetzt.<ref name="PMID29773468">R. Wenzel, D. Major, K. Hesp, P. Doble: Determination of vitamin B in equine urine by liquid chromatography - inductively coupled plasma - mass spectrometry. In: Journal of trace elements in medicine and biology : organ of the Society for Minerals and Trace Elements. Band 50, Dezember 2018, S. 634–639, Vorlage:DOI, PMID 29773468.</ref><ref name="PMID34750992">Y. B. Kwak, J. Yu, E. J. Im, B. S. Jeong, H. H. Yoo: Study of cobalt doping control via various routes in thoroughbred horses. In: Drug testing and analysis. Band 14, Nummer 4, April 2022, S. 718–723, Vorlage:DOI, PMID 34750992.</ref> Daher gewinnen Verfahren zum sicheren Nachweis der Cobaltverbindungen an Bedeutung.<ref name="PMID33142033">A. Knoop, P. Planitz, B. Wüst, M. Thevis: Analysis of cobalt for human sports drug testing purposes using ICP- and LC-ICP-MS. In: Drug testing and analysis. Band 12, Nummer 11–12, November 2020, S. 1666–1672, Vorlage:DOI, PMID 33142033.</ref> Bakterien im Magen von Wiederkäuern wandeln Cobaltsalze in Vitamin B12 um, eine Verbindung, die nur von Bakterien oder Archaeen produziert werden kann. Eine minimale Anwesenheit von Cobalt in Böden verbessert daher die Gesundheit weidender Tiere erheblich.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Auf Cobalamin basierende Proteine verwenden Corrin, um das Cobalt zu halten. Coenzym B12 weist eine reaktive C-Co-Bindung auf, die an den Reaktionen beteiligt ist.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Beim Menschen hat B12 zwei Arten von Alkylliganden: Methyl und Adenosyl. Methylcobalamin fördert den Transfer von Methylgruppen. Die Adenosylversion von B12 katalysiert Umlagerungen, bei denen ein Wasserstoffatom unter gleichzeitigem Austausch des zweiten Substituenten X, der ein Kohlenstoffatom mit Substituenten, ein Sauerstoffatom eines Alkohols oder ein Amin sein kann, direkt zwischen zwei benachbarten Atomen übertragen wird. Methylmalonyl-CoA-Mutase wandelt Methylmalonyl-CoA in Succinyl-CoA um, ein wichtiger Schritt bei der Energiegewinnung aus Proteinen und Fetten.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Obwohl weitaus seltener als andere Metalloproteine (z. B. Zink und Eisen), sind neben B12 auch andere Cobaltoproteine bekannt. Diese Proteine umfassen Methionin-Aminopeptidase 2, ein Enzym, das beim Menschen und anderen Säugetieren vorkommt und den Corrin-Ring von B12 nicht verwendet, sondern Cobalt direkt bindet. Ein weiteres nichtkorriniertes Cobaltenzym ist die Nitrilhydratase, ein Enzym in Bakterien, das Nitrile metabolisiert.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Mitte der 1960er Jahre kam es in Kanada und den USA zu einer Reihe von Fällen einer Cobalt-induzierten Kardiomyopathie (Cobalt-Kardiomyopathie). In Quebec wurden 49, in Omaha 64 Patienten registriert. Die Symptome umfassten unter anderem Magenschmerzen, Gewichtsverlust, Übelkeit, Atemnot und Husten. Die Letalitäts­rate betrug 40 Prozent. Autopsien ergaben schwere Schädigungen an Herzmuskel und Leber. Alle Patienten waren starke Biertrinker mit einem Konsum von 1,5 bis 3 Liter pro Tag. Sie konsumierten bevorzugt Sorten von lokalen Brauereien, die etwa einen Monat zuvor angefangen hatten, dem Bier Cobalt(II)-sulfat als Schaum­stabilisator beizumischen.<ref>C. Thomas: Spezielle Pathologie. Schattauer Verlag, 1996, ISBN 3-7945-2110-2, S. 179 (Vorlage:Google Buch).</ref> Die Grenzwerte für Cobalt in Lebensmitteln wurden hierbei nicht überschritten. Das Auftreten der Krankheitsfälle kam unmittelbar zum Stillstand, nachdem die Brauereien die Cobalt(II)-sulfat-Beimischungen eingestellt hatten.<ref>Expert Group on Vitamins and Minerals. 2002.</ref><ref>Cardiology: When Beer Brought the Blues. In: The New York Times, Ausgabe vom 10. Januar 1967 (englisch).</ref>

Cobalt(II)-Salze aktivieren die hypoxie-induzierbaren Transkriptionsfaktoren (HIF) und steigern die Expression HIF-abhängiger Gene. Hierzu gehört das Gen für Erythropoietin (EPO). Cobalt(II)-Salze könnten von Sportlern missbraucht werden, um die Bildung roter Blutzellen zu fördern.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Das Unternehmen Cassella Farbwerke Mainkur hatte in den 1950er Jahren ein die zur Vitamin-B12-Gruppe gehörende Cobaltverbindung Methylcobalamin als Arzneimittel und dem Namen Cobaltin forte „bei Anämien verschiedenster Genese“ angeboten.<ref>Arzneimittel Cassella. In: Münchener Medizinische Wochenschrift. Band 95, Nr. 1, 2. Januar 1953, S. LXXIV.</ref><ref>Vgl. auch W. Oergel: Erfahrungen mit Cobaltin forte bei der Behandlung hypochromer Anämien [Experiences with cobaltin forte in therapy of hypochromic anemia]. In: Medizinische. Band 21, Nr. 18, Mai 1953, S. 620–622.</ref>

Gelegentlich treten Cobaltvergiftungen durch schadhafte Metallimplantate auf.<ref>W. Steens, J. F. Loehr, G. von Foerster, A. Katzer: Chronische Kobaltvergiftung in der Endoprothetik, Der Orthopäde, Juli 2006.</ref><ref>Implantate - Fluch und Segen eines künstlichen Gelenks. In: Deutschlandfunk Kultur, 25. Juni 2015.</ref>

Toxikologie

Kontakt mit Cobalt-haltigen Materialien kann beim Menschen zu Hautrötungen, juckenden Hautausschlägen oder Akne führen. Außerdem kann Cobalt wie Nickel eine allergische Kontakt-Dermatitis (Hautentzündung mit Ekzem) verursachen.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>

Im Tierversuch zeigen anorganische Cobaltsalze, sofern das Anion nicht einen zusätzlichen Beitrag liefert (z. B. Fluorid), ähnliche Daten bei der akuten oralen Toxizität bezogen auf den Cobaltgehalt.<ref name="FoodChemTox" />

Akute orale Toxizität von Cobaltsalzen in Wistar-Ratten.<ref name="FoodChemTox" />
Substanz Formel Molmasse LD50-Wert in mg/kg Körpergewicht
Testsubstanz ber. auf wasser-
freie Substanz		 ber. auf den
Co-Gehalt
Cobalt(II)-fluorid CoF2 96,93 150 150 91
Cobalt(II)-oxid CoO 74,93 202 202 159
Cobalt(II)-phosphat Co3(PO4)2·8 H2O 511,0 539 387 187
Cobalt(II)-bromid CoBr2 218,74 406 406 109
Cobalt(II)-chlorid CoCl2·6 H2O 237,93 766 418 190
Cobalt(II)-sulfat CoSO4·7 H2O 281,10 768 424 161
Cobalt(II)-nitrat Co(NO3)2·6 H2O 291,04 691 434 140
Cobalt(II)-acetat Co(CH3CO2)2·4 H2O 249,08 708 503 168

Nachweis

Datei:Cobalt(II)-thiocyanat.jpg
Cobalt(II)-thiocyanat aus Cobalt(II)-chlorid und Kaliumthiocyanat, oben in Aceton, unten in Wasser

Eine relativ aussagekräftige Vorprobe für Cobalt ist die Phosphorsalzperle, die von Cobaltionen intensiv blau gefärbt wird. Im Kationentrennungsgang kann es neben Nickel mit Thiocyanat und Amylalkohol nachgewiesen werden, es bildet beim Lösen im Amylalkohol blaues Co(SCN)2. Das in Wasser rotviolette Cobalt(II)-thiocyanat wird beim Versetzen mit Aceton ebenfalls blau.<ref name="Heinrich Remy">Heinrich Remy: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Bd. II, Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig Leipzig 1961, S. 356–365.</ref>

Quantitativ kann Cobalt mit EDTA in einer komplexometrischen Titration gegen Murexid als Indikator bestimmt werden.<ref>E. Merck: Komplexometrische Bestimmungen mit Titriplex. Darmstadt.</ref>

Verbindungen

Cobalt tritt in seinen Verbindungen meist zwei- oder dreiwertig auf. Diese Verbindungen besitzen oft kräftige Farben. Wichtige Cobaltverbindungen sind:

Oxide

Cobalt(II)-oxid ist ein olivgrünes, in Wasser unlösliches Salz. Es bildet eine Natriumchlorid-Struktur der Vorlage:Raumgruppe. Cobalt(II)-oxid wird als Rohstoff für die Herstellung von Pigmenten verwendet, insbesondere zur Herstellung des Pigments Smalte, das auch in der Keramikindustrie verwendet wird. Außerdem kann es zur Herstellung von Kobaltglas sowie von Thénards Blau verwendet werden. Cobalt(II,III)-oxid ist ein schwarzer Feststoff und zählt zur Gruppe der Spinelle.<ref name=":0">Jean D’Ans, Ellen Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. 3. Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale, Band 3. 4. Auflage, Springer, 1997, ISBN 978-3-540-60035-0, S. 386 (Vorlage:Google Buch).</ref>

Cobalt(II,III)-oxid ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Gewinnung von metallischen Cobalt. Durch Rösten und Auslaugen wird aus verschiedenen Cobalterzen (meist Sulfiden oder Arseniden) zunächst Cobalt(II,III)-oxid gewonnen. Dieses kann nun mit Kohlenstoff oder aluminothermisch zum Element reduziert werden.<ref name=":0" />

Cobalt(III)-oxid ist ein grau-schwarzer Feststoff, welcher praktisch unlöslich in Wasser ist. Bei einer Temperatur über 895 °C spaltet es Sauerstoff ab, wobei sich Cobaltoxide wie Co3O4 und CoO bilden.

Halogenide

Datei:Cobalt(II) chloride.jpg
Cobalt(II)-chlorid (wasserfrei)
Datei:Cobalt(II) chloride hexahydrate.jpg
Cobalt(II)-chlorid-Hexahydrat

Cobalt(II)-chlorid ist ein im wasserfreien Zustand blaues, als Hexahydrat rosafarbenes Salz. Es hat eine trigonale Kristallstruktur vom Cadmium(II)-hydroxid-Typ mit der Vorlage:Raumgruppe. Wasserfreies Cobalt(II)-chlorid ist sehr hygroskopisch und nimmt leicht Wasser auf. Dabei ändert es sehr charakteristisch seine Farbe von blau nach rosa. Der entgegengesetzte Farbwechsel von rosa auf blau ist ebenfalls möglich, indem man das Hexahydrat auf Temperaturen oberhalb 35 °C erhitzt.<ref>Vorlage:Holleman-Wiberg</ref> Wegen des typischen Farbwechsels diente es als Feuchtigkeits-Indikator in Trockenmitteln wie etwa Kieselgel. Mit Hilfe von Cobalt(II)-chlorid lässt sich Wasser auch in anderen Lösungen nachweisen. Auch wird es als sogenannte Geheimtinte benutzt, da es als Hexahydrat in wässriger Lösung auf dem Papier kaum sichtbar ist, wenn es aber erhitzt wird, tritt tiefblaue Schrift hervor.

Cobalt(II)-bromid ist ein grüner hygroskopischer Feststoff, der an der Luft in das rote Hexahydrat übergeht. In Wasser ist es mit roter Farbe leicht löslich.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Cobalt(II)-iodid ist eine schwarze graphitähnliche hygroskopische Masse, die an Luft langsam schwarzgrün anläuft. Sie ist löslich in Wasser, wobei die verdünnte Lösungen rot aussehen, konzentrierte Lösungen bei niedriger Temperatur rot, bei höherer Temperatur alle Nuancen von braun bis olivgrün annehmen. Cobalt(II)-bromid und Cobalt(II)-iodid besitzen eine hexagonale Cadmiumiodid-Kristallstruktur der Vorlage:Raumgruppe.<ref>Vorlage:Literatur</ref>

Weitere Verbindungen

Cobalt(II)-nitrat ist ein Salz der Salpetersäure, gebildet aus dem Cobaltkation und dem Nitratanion. Das braunrote und hygroskopische Salz liegt in der Regel als Hexahydrat vor und bildet monokline Kristalle, die in Wasser, Ethanol und anderen organischen Lösemitteln gut löslich sind.

Cobalt(II)-oxalat ist ein brennbarer, schwer entzündbarer, kristalliner, rosa Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist. Er zersetzt sich bei Erhitzung über 300 °C. Es kommt in zwei allotropen Kristallstrukturen vor. Eine besitzt eine monokline Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe, die andere eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe.<ref>E. Romero, M. E. Mendoza, R. Escudero: Weak ferromagnetism in cobalt oxalate crystals. In: physica status solidi. 248, 2011, S. 1519, doi:10.1002/pssb.201046402.</ref> Cobalt(II)-oxalat wird hauptsächlich zur Herstellung von Cobaltpulver verwendet.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Das gelblich-rosa Tetrahydrat wird bei der Herstellung von Katalysatoren verwendet.<ref>Vorlage:Literatur</ref>

Cobalt(II)-sulfat ist im wasserfreien Zustand ein violettstichig-rotes, hygroskopisches Salz. Cobalt(II)-sulfat wird zur Herstellung von Pigmenten, Glasuren, in der Porzellanmalerei, zur Tonung von Papieren (Fotografie), in Bädern für Cobalt-Electroplating und zur Spurenelementsupplementierung in der Aquaristik u. a. verwendet.<ref>C. Thomas: Spezielle Pathologie. Schattauer Verlag, 1996, ISBN 3-7945-2110-2, S. 179 (Vorlage:Google Buch).</ref>

Cobaltgelb ist ein feines, leichtes kristallines Pulver und wird als Pigment für Öl- und Aquarellmalerei verwendet.

Thénards Blau ist ein blaues Pigment, das durch Sintern von Cobalt(II)-oxid mit Aluminiumoxid bei 1200 °C hergestellt wird. Es ist äußerst stabil und wurde in der Vergangenheit als Farbstoff für Keramik (insbesondere chinesisches Porzellan), Schmuck und Farben verwendet. Transparente Gläser werden mit dem Kobaltpigment-Smalt auf Siliciumdioxidbasis getönt.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>

Das Pigment Rinmans Grün ist ein türkisgrünes Pulver und wird vor allem für Ölfarben und Zementfarben verwendet. Rinmans Grün ist ein beliebter Nachweis für Zink. Zinkoxid oder Zinkhydroxid wird auf einer Magnesiarinne mit einer geringen Menge einer stark verdünnten Cobaltnitratlösung versetzt. Beim schwachen Glühen in der oxidierenden Flamme entsteht Rinmans Grün.<ref>Jander/Blasius: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum. 14. Aufl. 1995.</ref>

Cobaltkomplexe

Datei:Amminocobalt(III)-chloride.jpg
Ammincobalt(III)-komplexe: Hexaammincobalt(III)-chlorid und Aquapentaammincobalt(III)-chlorid

Aus einer Cobalt(II)-chloridlösung fällt bei Zugabe von Ammoniaklösung zunächst ein Niederschlag von Cobalt(II)-hydroxid aus, der sich im Überschuss von Ammoniaklösung und Ammoniumchlorid bei Gegenwart von Luftsauerstoff als Oxidationsmittel unter Bildung von unterschiedlichen Ammincobalt(III)-komplexen auflöst. Hierbei entstehen insbesondere das orangegelbe Hexaammincobalt(III)-chlorid und das rote Aquapentaammincobalt(III)-chlorid.

<chem>2 CoCl2 + 2 NH4Cl + 10 NH3 + 1/2 O2 -> 2 [Co(NH3)6]Cl3 + H2O</chem>
<chem>2 CoCl2 + 2 NH4Cl + 8 NH3 + 1/2 O2 -> 2 [Co(H2O)(NH3)5]Cl3</chem>

Daneben können sich auch verschiedene Chloroammincobalt(III)-komplexe bilden, wie Chloropentaammincobalt(III)-chlorid oder Dichlorotetraammincobalt(III)-chlorid. Teilweise fallen diese Verbindungen aus der Lösung aus. Daneben existieren auch Amminkomplexe von Cobalt(II)-salzen, wie das Hexaammincobalt(II)-sulfat, das durch Überleiten von Ammoniakgas über wasserfreies Cobalt(II)-sulfat hergestellt werden kann.

<chem>CoSO4 + 6 NH3 -> [Co(NH3)6]SO4</chem>

Neben den Amminkomplexen existieren eine Vielzahl von Verbindungen mit unterschiedlichen Liganden. Beispiele sind das Kaliumhexacyanocobaltat(II) (K4[Co(CN)6]), das Kaliumtetrathiocyanatocobaltat(II) (K2[Co(SCN)4]), das Kaliumhexanitritocobaltat(III) (Fischers Salz, Cobaltgelb), sowie Komplexe mit organischen Liganden wie Ethylendiamin oder dem Oxalation.<ref name="Heinrich Remy" />

Bemerkenswert ist eine Eigenschaft von [Co(NH3)5(NO2)]Cl(NO3). Bei Bestrahlung mit UV-Licht springen die mikrometer- bis millimetergroßen Kristalle in dieser Cobalt-Koordinationsverbindung und legen dabei Distanzen zurück, die dem tausendfachen ihrer Größe entsprechen. Ursache dafür sind Isomerisierungen des Nitrit-Ligands (NO2), was zu Spannungen im Kristall führt. Diese Umwandlung von Licht- in mechanische Energie wurde von Wissenschaftlern der Vereinigten Arabischen Emirate und Russlands untersucht.<ref>Panče Naumov, Subash Chandra Sahoo u. a.: Dynamic Single Crystals: Kinematic Analysis of Photoinduced Crystal Jumping (The Photosalient Effect). In: Angewandte Chemie. 125, 2013, S. 10174–10179, doi:10.1002/ange.201303757.</ref>

Siehe auch

Literatur

Weblinks

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Einzelnachweise

<references> <ref name="CIC1960">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="DOI10.13182/NT02-A3327">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="DOI10.1088/0370-1301/67/6/302">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="DOI10.1080/18811248">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="DOI10.1088/1742-6596/1825/1/012055">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="DOI10.1103">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="FoodChemTox">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="LeMonde_2018">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="NucNet_2020">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="NucNet_2020a">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="PhyRevB1978">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="PriesnerFigala1998">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="Schubert">K. Schubert: Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente. In: Acta Crystallographica. 1974, B30, S. 193–204, doi:10.1107/S0567740874002469.</ref> <ref name="Spiegel_2009">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="Spiegel_2020">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="Ullmann">John Dallas Donaldson, Detmar Beyersmann: Cobalt and Cobalt Compounds. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a07_281.pub2 (Zugang über subskribierte Institutionen).</ref> <ref name="USGS2006">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="USGS2007">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="USGS2008">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="USGS2014">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="USGS2017">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="USGS2021">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="USGS2022">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="WNN_2018">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="WNN_2022">Vorlage:Internetquelle</ref> <ref name="yicaiglobal_2019">Vorlage:Internetquelle</ref> </references>

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