Qu’est-ce que l’oxyde de cobalt ?
L’oxyde de cobalt, également connu sous le nom de “tétroxyde de tricobalt”, est un composé inorganique gris-noir ou noir en poudre.
Sa formule chimique est Co3O4, son poids moléculaire est de 240,80, son numéro d’enregistrement CAS est le 1308-06-1 et son point de fusion/congélation est de 895°C. Il est insoluble dans l’eau et soluble dans l’acide chlorhydrique, les acides et les alcalis concentrés.
Utilisations de l’oxyde de cobalt
L’oxyde de cobalt est principalement utilisé comme agent oxydant et comme catalyseur. Il est notamment utilisé comme matière première pour les sels de cobalt. Il est également connu sous le nom de “gosu” (un pigment de peinture) utilisé au Japon dans les céramiques et sert d’agent colorant ainsi que de pigment dans le verre.
L’oxyde de cobalt est également connu comme matière première pour les matériaux de cathode dans les batteries au lithium. De plus, il peut servir de matériau pour l’émail et d’additif dans l’alimentation animale.
Propriétés de l’oxyde de cobalt
L’oxyde de cobalt existe sous trois formes différentes, en fonction du nombre de cobalts oxydés. Il s’agit de l’oxyde de cobalt (II), de l’oxyde de cobalt (III) et de l’oxyde de cobalt (II,III).
L’oxyde de cobalt (II,III), par exemple, est un composé solide noir à valence mixte contenant à la fois du cobalt (II) et du cobalt (III). Formellement, l’oxyde de cobalt (II,III) peut être écrit comme CoIICoIII2O4.
1. Oxyde de cobalt (II)
La formule chimique de l’oxyde de cobalt (II) est CoO, avec un poids moléculaire de 74,93 et un point de fusion de 1 933°C. Il s’agit d’un produite qui se présent sous la forme d’un cristal rouge à jaune-vert ou d’une poudre noire à grise. L’oxyde de cobalt (II) est utilisé dans l’industrie céramique pour les glaçures bleues et les émaux et dans l’industrie chimique pour la synthèse de sels de cobalt (II). Les cristaux de cet oxyde ont une structure périclase et une constante de réseau de 4,2615 Å.
L’oxyde de cobalt (II) se forme lorsque du cobalt solide chauffé au rouge est mis en contact avec de la vapeur d’eau. Il est également obtenu en chauffant l’oxyde de cobalt (II,III) à 950 °C, où il se décompose en oxyde de cobalt (II) et en oxygène.
L’oxyde de cobalt (II) est insoluble dans l’eau, l’eau ammoniacale et l’éthanol, mais soluble dans les acides. Il est facilement oxydé en CoO (OH) dans l’air humide.
2. Oxyde de cobalt (III)
L’oxyde de cobalt (III) a une formule chimique de Co2O3, un poids moléculaire de 165,86 et un point de fusion de 1 900 °C. Il s’agit d’un produit noir hygroscopique, de couleur noire, qui se décompose en deux parties. C’est une poudre brun-noir hygroscopique, également connue sous le nom de trioxyde de cobalt et de dicobalt.
Lorsque le nitrate de cobalt (II) est ajouté à une solution d’hypochlorite de sodium, l’oxyde de cobalt (III) se forme sous la forme d’un solide noir déliquescent. L’oxyde de cobalt (III) est utilisé comme catalyseur et agent oxydant et est rarement présent dans la nature.
Structure de l’oxyde de cobalt
L’oxyde de cobalt (II,III), également appelé “tétroxyde de tricobalt”, présente une structure de type spinelle. Plus précisément, les ions Co2+ se trouvent dans les interstices tétraédriques et les ions Co3+ dans les interstices octaédriques du réseau unitaire cubique des ions d’oxyde.
Autres informations sur l’oxyde de cobalt
1. Synthèse de l’oxyde de cobalt (II,III)
L’oxyde de cobalt (II,III) est produit lorsque l’oxyde de cobalt (II) est chauffé à environ 600-700 °C dans l’air. Toutefois, au-delà de 900 °C, l’oxyde de cobalt (II) devient plus stable.
2. Utilisations de l’oxyde de cobalt (II)
Depuis des siècles, l’oxyde de cobalt (II) est utilisé comme colorant dans les céramiques. Son utilisation remonte au 12e siècle en Allemagne. Les céramiques auxquelles on a ajouté de l’oxyde de cobalt (II) sont connues sous le nom de “bleu de cobalt” et ont une teinte bleu foncé.
En plus de son utilisation comme colorant dans la porcelaine, le cobalt est également utilisé comme matière première. Par exemple, pour les matériaux magnétiques, les matériaux de batteries secondaires. Il peut également servir de catalyseur pour diverses réactions d’oxydation.