Was ist Cobaltoxid?
Cobaltoxid, auch bekannt als Tricobalt-tetroxid, ist eine grauschwarze oder schwarze anorganische Pulververbindung.
Die chemische Formel lautet Co3O4, das Molekulargewicht ist 240,80, die CAS-Registrierungsnummer lautet 1308-06-1. Der Schmelz-/Gefrierpunkt ist 895 °C, es ist unlöslich in Wasser und löslich in Salzsäure, Säuren und konzentrierten Laugen.
Anwendungen von Cobaltoxid
Cobaltoxid wird hauptsächlich als Oxidationsmittel und Katalysator verwendet. Ein spezifisches Beispiel für seine Verwendung ist die Verwendung als Rohstoff für Cobaltsalze. Es wird auch als Farbstoff und Pigment in Glas eingesetzt.
Cobaltoxid ist auch als Rohstoff für Kathodenmaterialien in Lithiumbatterien bekannt. Darüber hinaus kann es als Material für Emaille und als Zusatzstoff in Tierfutter verwendet werden.
Eigenschaften von Cobaltoxid
Cobaltoxid kommt in drei verschiedenen Verbindungen vor, je nach der Anzahl der oxidierten Cobalte. Es handelt sich um Cobaltoxid (II), Cobaltoxid (III) und Cobaltoxid (II,III).
Cobalt(II,III)-oxid zum Beispiel ist eine schwarze, feste, gemischt-valente Verbindung, die sowohl Cobalt (II) als auch Cobalt (III) enthält. Formal kann Cobalt(II,III)-oxid als CoIICoIII2O4 geschrieben werden.
1. Cobalt(II)-oxid
Die chemische Formel von Cobalt(II)-oxid ist CoO, mit einem Molekulargewicht von 74,93 und einem Schmelzpunkt von 1933 °C. Es ist ein roter bis gelb-grüner Kristall oder ein schwarzes bis graues Pulver. Cobalt(II)-oxid wird in der Keramikindustrie für blaue Glasuren und Emaillen und in der chemischen Industrie für die Synthese von Cobalt(II)-Salzen verwendet. Cobalt(II)-oxid-Kristalle haben eine Periklasstruktur und eine Gitterkonstante von 4,2615 Å.
Cobalt(II)-oxid entsteht, wenn glühendes festes Cobalt mit Wasserdampf in Kontakt gebracht wird. Man erhält es auch durch Erhitzen von Cobalt-Oxid (II,III) auf 950 °C, wo es sich in Cobalt-Oxid (II) und Sauerstoff zersetzt.
Cobalt(II)-oxid ist unlöslich in Wasser, Ammoniakwasser und Ethanol, aber löslich in Säuren. Es wird an feuchter Luft leicht zu CoO (OH) oxidiert.
2. Cobalt(III)-oxid
Cobalt(III)-oxid hat die chemische Formel Co2O3, ein Molekulargewicht von 165,86 und einen Schmelzpunkt von 1900 °C. Es ist ein hygroskopisches schwarz-braunes Pulver und wird auch als Dicobalttrioxid bezeichnet.
Wenn man Cobalt(II)-nitrat zu einer Natriumhypochloritlösung hinzufügt, bildet sich Cobalt(III)-oxid als zerfließender schwarzer Feststoff. Cobalt(III)-oxid wird als Katalysator und Oxidationsmittel verwendet und kommt in der Natur nur selten vor.
Struktur von Cobaltoxid
Cobalt(II,III)-oxid, auch Tricobalt-tetroxid genannt, hat eine spinellartige Struktur. Insbesondere befinden sich die Co2+-Ionen in den tetraedrischen Zwischenräumen und die Co3+-Ionen in den oktaedrischen Zwischenräumen des kubisch dicht gepackten Einheitsgitters der Oxidionen.
Weitere Informationen zu Cobaltoxid
1. Synthese von Cobalt(II,III)-oxid
Cobalt(II,III)-oxid entsteht, wenn Cobalt(II)-oxid an der Luft auf etwa 600-700 °C erhitzt wird. Über 900 °C wird Cobalt(II)-oxid jedoch stabiler.
2. Anwendungen von Cobalt(II)-oxid
Cobalt(II)-oxid wird seit Jahrhunderten als Farbstoff in Keramik verwendet. Es wurde bereits im 12. Jahrhundert in Deutschland verwendet. Keramiken, denen Cobalt(II)-oxid zugesetzt wurde, werden als Cobaltblau bezeichnet und sind tiefblau gefärbt.
Neben der Verwendung als Farbstoff in Porzellan wird es auch als Rohstoff für magnetische Materialien, Sekundärbatteriematerialien und als Katalysator für verschiedene Oxidationsreaktionen eingesetzt.