Kobalt(II)-oxid

Kobalt(II)-oxid (CoO) ist eine graugrüne Kobaltverbindung, die in der keramischen Industrie als Zusatzstoff zur Herstellung von blau gefärbten Glasuren und Emaillen sowie in der chemischen Industrie zur Herstellung von Kobalt(II)-Salzen verwendet wird.

Kobalt(II)-oxid ist ein Produkt von Kobalt(II,III)-oxid, das sich bei 895 °C durch die folgende Reaktion zersetzt:

2 Co3O4(s) → 6 CoO(s) + O2(g)

Kobalt(II)-oxid ist auch ein Produkt von Kobalt(II)-carbonat, das sich beim Erhitzen durch die folgende Reaktion zersetzt:

CoCO3(s) → CoO(s) + CO2(g)

Neuere Forschungen zeigen auch, dass Kobalt(II)-oxid gebildet werden kann, indem man gasförmiges metallisches Kobalt in einer Umgebung kondensieren lässt, die Stickstoff- und Sauerstoffgase enthält. Das metallische Kobalt wird mit einem Laser verdampft; der Prozess wird als Laserverdampfungsgesteuerte Kondensation (LVCC) bezeichnet. Das Verhältnis von Stickstoff- zu Sauerstoffgas bestimmt die entstehenden Produkte, z. B. ergibt eine 1:1-Mischung Produkte, die hauptsächlich aus Kobalt(II)-Nitrat bestehen.

Keramik und andere Verwendungen

Kobalt(II)-oxid wird seit Jahrhunderten als Färbemittel in Glasuren für gebrannte Keramiken verwendet. Es wurde auf Töpferwaren aus dem Jahr 1400 v. Chr. gefunden. Wenn es als Glasur verwendet wird, behält es seine Färbung auf unbestimmte Zeit bei. Es ist eines der stärksten Färbemittel, die üblicherweise in Glasuren verwendet werden, und man benötigt nur 1:100.000 Teile Oxid zu Glasurmasse, um den tiefblauen Farbton zu erzeugen, den man gemeinhin als Kobaltblau bezeichnet. Durch Variation der Ofentemperatur kann der Töpfer die Färbung des Oxids von dem bekannten Blau bis hin zu einem dunkleren, fast schwarzen Farbton einstellen. Kobalt(II)-oxid wird auch in Trocknern für Ölfarben verwendet, um deren Aushärtung zu beschleunigen. Diese Substanzen sind in den meisten Kunstgeschäften erhältlich.

Industrielle Verwendung

Wie bereits erwähnt, wird Kobalt(II)-oxid bei der Herstellung von Kobalt(II)-Salzen wie CoCl2 und Co(NO3)2 verwendet. Kobalt(II)-Oxid findet sich auch in Tierfutter und Düngemitteln als Zusatz zur Unterstützung der Produktion von Vitamin B12 oder Cobalamin.

Gesundheitsbedenken

Dieses Oxid findet sich auch in Kobalttrocknern, Zusatzstoffen für Farben, die in den meisten Kunstgeschäften erhältlich sind. Diese Trockner gelten als hochgiftig und werden von der Internationalen Agentur für Krebsforschung als „möglicherweise krebserregend“ eingestuft. Zu den Symptomen einer akuten Exposition gehören Husten, Keuchen und Atembeschwerden. Die kleinen Partikel bergen auch die Gefahr von Augenentzündungen. Es wird empfohlen, beim Umgang mit diesem Stoff eine von NFPA/NIOSH zugelassene Atemschutzausrüstung zu verwenden. Der von der OSHA festgelegte Grenzwert für die Exposition liegt bei 0,1 Milligramm pro Kubikfuß Luft über einen Zeitraum von 8 Stunden.

Toxikologie

LD50/LC50-Tests zeigen, dass bei Ratten eine oral verabreichte Dosis von 202 mg pro Kilogramm tödlich ist. 1992 nahm der Staat Kalifornien Kobalt(II)-oxid in die Liste der krebserregenden Stoffe auf. RTECS listet das Oxid jedoch nicht offiziell als krebserregend auf.

Reaktivität

Kobalt(II)-oxid zersetzt schnell Wasserstoffperoxid und oxidiert die Trocknung von ungesättigten Ölen in einer exothermen Reaktion, die explosionsgefährlich sein kann.

1. Garry P. Glaspell, Paul W. Jagodzinski und A. Manivannan: „Formation of Cobalt Nitrate Hydrate, Cobalt Oxide, and Cobalt Nanoparticles Using Laser Vaporization Controlled Condensation“ April 13th 2004 <http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/jpcbfk/2004/108/i28/abs/jp0370831.html>
2. A. J. Shortland, C. A. Hope & M. S. Tite: „Cobalt blue painted pottery from 18th Dynasty Egypt“ 2006 <http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/257/1/91> (beschreibt die Verwendung bis 1400 v. Chr. zurück — geht nicht darauf ein, wann die „frühesten bekannten Beispiele“ sind.)
3. Zamek, Jeff: „A Problem With Cobalt?“ Ceramics Today <http://www.ceramicstoday.com/articles/zamek_cobalt.htm>
4. American Chemical Society: „Journal of Chemical Education“ Vol.28 No. 10 October 2001 „Hazardous Characteristics“ <http://membership.acs.org/c/ccs/pubs/CLIPS/JCE20011328.pdf>
5. Occupational Safety and Health Administration: „Cobalt Metal, Dust, and Fume“ <http://www.osha.gov/SLTC/healthguidelines/cobaltmetaldustandfume/recognition.html> 22 April 1999
6. Fisher Scientific UK MSDS „Cobalt(II) oxide“ § 11 ‚Toxicological Information‘
7. American Chemical Society: „Journal of Chemical Education“ Vol.28 No. 10 October 2001 „Hazardous Characteristics“ <http://membership.acs.org/c/ccs/pubs/CLIPS/JCE20011328.pdf>