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Kobalt [1]

[623] Kobalt (Chem.), Co = 29, 6 (H = 1), 368, 99 (O = 100), Metall von blaßröthlichblauer Farbe u. schwachem Metallglanz; specifisches Gewicht = 8, 7; hart, nicht dehnbar genug, um gestreckt werden zu können, schmilzt schwieriger als Gold, leichter als Eisen. Im reinen Zustande wird es durch Streichen schwach magnetisch; eine geringe Beimengung von Arsenik macht es aber für den Magnetismus ganz unempfindlich. An der Luft u. im Wasser bleibt das metallische Kobalt unverändert; beim starken Glühen aber verwandelt es sich nach u. nach in Oxyd. Das schwammige, durch Reduction mit Wasserstoffgas erhaltene Metall oxydirt sich an der Luft unter lebhaftem Erglühen. Im glühenden Zustande zerlegt es das Wasser. Es löst sich in Säuren. Die Lösungen sind schön roth gefärbt u. enthalten das K. als Oxydulsalz. Dies Metall erhielt den Namen K., weil die Bergleute ehedem jedes metallglänzende Mineral, welches durch Schmelzen keine Metalle gab, für ein Erzeugniß des bösen Berggeistes (vgl. Kobold) hielten u. nach ihm K. nannten; ja in Sachsen wurde in früherer Zeit selbst im Kirchengebet um Bewahrung der Erze vor K. gebeten. Das K. ist als Metall erst seit 1733 bekannt, wo es Brandt, ein schwedischer Chemiker, wiewohl noch unrein, darstellte. Die Benutzung der Kobalterze zum Blaufärben des Glases scheint jedoch schon im Alterthum bekannt gewesen zu sein, die Darstellung der Smalte aber lernte man erst im 16. Jahrh. kennen. In der Natur kommt das K. selten gediegen vor, bis jetzt hat man es nur im Meteoreisen gefunden; in Erzen ist es meist mit Schwefel u. Arsenik verbunden, so im Glanzkobalt (Kobaltglanz), Kobaltkies, Speiskobalt u. Tesseralkies; außerdem findet es sich in der Kobaltblüthe, im Erdkobalt u. Kobaltvitriol.[623] In allen diesen Mineralien ist das Nickel ein steter Begleiter des K., sowie auch die Nickelerze immer größere od. geringere Mengen von K. enthalten. Zur Darstellung des K. aus seinen Erzen werden dieselben sein gepulvert mit Pottasche u. Schwefel geschmolzen, die erkaltete Masse mit Wasser ausgekocht u. der Rückstand nochmals mit Pottasche u. Schwefel geschmolzen, um allen Arsenik zu entfernen. Die nach dem Auskochen mit Wasser zurückbleibenden Schwefelmetalle werden geröstet, in Salzsäure gelöst u. durch Einleiten von Schwefelwasserstoffgas in die Lösung die letzten Antheile von Arsenik, sowie Wismuth, Kupfer u.a. Metalle entfernt. Das Filtrat, welches nun noch Eisen, Kobalt u. Nickel enthält, wird mit Salpetersäure gekocht, um das Eisen in Oxyd zu verwandeln, u. mit kohlensaurem Natron gefällt; aus dem Niederschlag wird durch Behandeln mit Oxalsäure das Eisen entfernt u. die ungelöst bleibenden oxalsauren Salze von K. u. Nickel in Ammoniak aufgelöst; wenn man diese Lösung einige Zeit in offenen Gefäßen stehen läßt, so scheidet sich das Nickelsalz als grünes Pulver ab, während in der Lösung nur K. bleibt; dieselbe wird eingedampft u. geglüht, wobei sich Kobaltoxydul bildet, welches durch Glühen mit Kohle reducirt wird; auch durch Glühen des oxalsauren Kobaltoxyduls für sich erhält man metallisches K. Nach einer andern Methode (von Liebig) wird das geröstete Erz mit saurem schwefelsaurem Kali geschmolzen u. die erkaltete Masse mit Wasser ausgezogen; man erhält auf diese Weise schwefelsaures Kobaltoxydul u. schwefelsaures Kali in Lösung, während Eisen, Nickel u. Arsenik im Rückstand bleiben; aus dieser Flüssigkeit wird dann das K. durch kohlensaures Kali ausgeschieden. Verbindungen des K-s: A) mit Sauerstoff. a) Das Kobaltoxydul, Co O, durch Glühen des Oxydulhydrates od. des kohlensauren Oxyduls bei Abschluß der Luft erhalten, erscheint als ein olivengrünes, amorphes Pulver, das an der Luft braun wird u. eben so wie alle folgenden Oxydationsstufen durch Wasserstoff, Kohle u. Kohlenoxydgas zu Metall reducirt wird. Setzt man zur Lösung eines Kobaltoxydulsalzes ein Alkali, so scheidet sich ein blauer Niederschlag, aus einem basischen Salze bestehend, ab, dessen Farbe bald ins Rosenrothe übergeht. Es hat sich dann das Hydrat des Kobaltoxyduls gebildet = Co O, H O, das schon bei 100° sein Wasser abgibt. Das Kobaltoxydul ist eine starke Base, die mit Säuren wohlcharakterisirte Salze, Kobaltoxydulsalze, bildet; die unlöslichen sind pfirsischblüthroth od. violett, die löslichen carmoisinroth. Man erhält sie durch Auflösen des Oxyduls od. des Metalls in Säuren. Die Auflösungen dieser Salze geben mit Ätzkali einen blauen Niederschlag von einem basischen Salz; er wird, bes. beim Erhitzen, rosenroth, indem sich Oxydulhydrat bildet; Ammoniak gibt ebenfalls einen blauen Niederschlag, der an der Luft grün wird; im Überschuß von Ammoniak sind die Kobaltoxydulsalze löslich, kohlensaure Alkalien geben einen schön rothen Niederschlag, welcher beim Erhitzen blau wird; phosphorsaure Alkalien schlagen blaues phosphorsaures Kobaltoxydul nieder; gelbes Blutlaugensalz gibt einen grünen Niederschlag; Schwefelwasserstoff fällt die Lösung nicht, wenn ein geringer Überschuß von Säure vorhanden ist, Schwefelalkalien geben einen schwarzbraunen Niederschlag von Schwefelkobalt. Mit kieselsauren Salzen schmilzt das Kobaltoxydul zu blauen Gläsern (Smalte). Setzt man die ammoniakalische Lösung eines Kobaltoxydulsalzes der Luft aus, so geht die hellrothe Farbe in eine dunklere über u. es bilden sich salzähnliche Verbindungen, deren Basis aus Ammoniak u. einer höheren Oxydationsstufe des K-s zusammengesetzt ist. Fremy, welcher diese Verbindungen untersuchte, unterscheidet: Fuscokobaltiaksalze, deren Basis Co₂O₃, 4H₃N ist, Roseokobaltiaksalze mit der Basis Co₂O₃, 5H₃N; Luteokobaltiaksalze mit der Basis Co₂O₃, 6H₃N u. Oxykobaltiaksalze mit der Basis CoO₂, 5H₃N. Die daraus gebildeten 4 Reihen Salze (überoxydirte Ammoniakkobaltsalze) entsprechen den Salzen der Platinbasen u. den zusammengesetzten organischen Basen von Hofmann u. Wurtz. b) Das Kobaltoxydulvierteloxyd, Co₆O₇ = Co₂O₃ + 4 Co O, wird nach Winkelblech erhalten, wenn man das Oxydulhydrat, das Oxydul, das kohlensaure Oxydul, das Chlorür od. auch das Metall längere Zeit an der Luft stark glüht. Es ist schwarz u. die beständigste Oxydationsstufe des K-s. e) Das Kobaltoxyduloxyd, Co₃O₄ = Co O, Co₂O₃, erscheint als sammetschwarzes Pulver, wenn man das Oxyd bis kaum zum Glühen erhitzt. d) Das Kobaltoxyd (Kobaltsesquioxyd), Co₂O₃ (Kobaltperoxyd) entsteht beim Erhitzen des salpetersauren Kobaltoxyduls; eine fahlgraue Masse, die nach dem abermaligen Erhitzen in ein dunkelblauschwarzes Pulver übergeht. Nach Becquerel erhält man es krystallisirt, wenn man Kobaltoxydul mit Kalihydrat bis zum starken Rothglühen erhitzt u. nach dem Erkalten auszieht. Auf nassem Wege entsteht es; wenn man ein Kobaltoxydulsalz mit überschüssigem Kali fällt u. durch die Mischung Chlorgas leitet. Die hierbei sich bildende schwarzbraune Masse ist das Hydrat des Kobaltoxyds, welches bald 2, bald 3 Äquivalente Wasser enthält. Das Kobaltoxyd hat nur geringe basische Eigenschaften; stärkeren Basen gegenüber verhält es sich als schwache Säure. Die Kobaltoxydsalze gehen leicht in Oxydulsalze über; Lösungen von Kobaldoxyd in Säuren geben schon bei gewöhnlicher Temperatur Sauerstoff ab, Kobaltoxyd mit Salzsäure behandelt entwickelt Chlor. Atzende Alkalien fällen die Oxydsalze braun, Schwefelalkalien schwarz. B) Mit Schwefel. a) Kobaltsulfuret (Schwefelkobalt), Co S, bildet sich beim Zusammenbringen von schwach glühendem K. mit Schwefel, beim Glühen von schwefelsaurem Kobaltoxydul im Kohlentiegel, durch Fällen einer neutralen Kobaltoxydullösung mit Schwefelammonium od. des essigsauren Salzes mit Schwefelwasserstoff. Leitet man Wasserstoffgas über glühendes schwefelsaures Kobaltoxydul, so erhält man nicht Schwefelkobalt, sondern ein Oxysulfuret, Co S, Co O. b) Kobaltsulfid (Kobaltsesquisulfuret), Co₂S₃, findet sich in der Natur als Kobaltkies u. bildet sich, wenn man über erhitztes Kobaltoxyd Schwefelwasserstoff leitet. c) Kobaltsupersulfid (Kobaltbisulfuret), Co S₂, entsteht, wenn man Kobaltoxydul mit dem dreifachen Gewicht Schwefel nicht bis zum Glühen erhitzt u. die schwarzgraue Masse mit Salzsäure auskocht; schwarzes Pulver, das nur von Königswasser u. Salpetersäure angegriffen wird. C) Mit Fluor. Kobaltfluorür, CoFl, kleine rosenrothe Krystalle, welche man durch Auflösen von Kobaltoxydul in Flußsäure u. Abdampfen der Flüssigkeit erhält, sie enthalten 2 Atome Wasser; in wenig Wasser u. in Flußsäure ist die Verbindung[624] löslich, durch viel Wasser wird sie zersetzt, indem sich ein unlösliches blaßrothes basisches Salz bildet. Mit Fluorkalium u. Fluorammonium verbindet sich das Kobaltfluorür zu schwer löslichen Doppelsalzen von blaßrother Farbe. D) Mit Chlor. Kobaltchlorür, Co Cl, durch Auflösung des Kobaltoxyduls in Salzsäure od. Erhitzen von K. in einem Strom von Chlorgas dargestellt, kleine granatrothe Krystalle, die erhitzt erst in ihrem Krystallwasser schmelzen, dann unter theilweiser Zersetzung als blaues wasserfreies Kobaltchlorür sublimiren, das an der Luft Wasser aufnimmt u. wieder roth wird. Ammoniakgas wird davon unter Wärmeentwickelung absorbirt, u. es entsteht Kobaltchlorürammoniak, Co Cl, 2 H₃N. Wenn man mit einer Lösung von Kobaltchlorür auf Papier schreibt, so erkennt man in der Kälte die Schriftzüge nicht od. nur schwach, erhitzt man aber das Papier, so werden sie blau u. leicht erkenntlich, indem sich wasserfreies Kobaltchlorür bildet; beim Erkalten nimmt es wieder Wasser aus der Luft auf u. wird unsichtbar. Hierauf gründet sich die Anwendung dieses Salzes zu sympathetischer Tinte, welche i. J. 1700 von Waitz erfunden wurde. Bei Gegenwart von Nickel u. Eisen werden die Schriftzüge beim Erwärmen nicht blau, sondern grün. Wird das Papier zu stark erhitzt, so wird die Schrift schwarz u. verschwindet nach dem Erkalten nicht wieder. Das Kobaltchlorid, Co₂Cl₃, bildet sich, wenn man Kobaltoxyd mit Salzsäure in der Kälte behandelt, es ist eine sehr unbeständige Verbindung, welche bald, bes. beim Erhitzen, in Kobaltchlorür übergeht. E) Mit Jod. Kobaltjodür, Co l, bildet sich unter Wärmeentwickelung, wenn man Jod mit K. u. Wasser mischt; ist eine dunkelgrüne, zerfließliche, in wenig Wasser mit grüner, in viel Wasser mit rother Farbe lösliche Masse. Es absorbirt Ammoniakgas u. bilde (Kobaltjodürammoniak, Co I, 3 H₃N, ein rothgelbes Pulver; eine andere Verbindung mit Ammoniak, Co I, 2 H₃N, erhält man beim Vermischen einer concentrirten Lösung von Kobaltjodür mit wässrigem Ammoniak. F) Mit Brom. Kobaltbromür, Co Br, wird durch Vermischen von K., Brom u. Wasser erhalten, die rothe Lösung bildet nach dem Eindampfen eine grüne Masse, es kann auch in rothen zerfließlichen Krystallen erhalten werden. Das Kobaltbromürammoniak, Co Br, 3 H₃N, ist roth u. wird nach u. nach braun; eine Lösung von Kobaltbromür gibt mit Ammoniak einen blauen Niederschlag, der an der Luft grün wird. G) Verbindung des K. mit Cyan. a) Kobaltcyanür, Co Cy, bildet sich beim Vermischen der Lösung eines Kobaltoxydulsalzes mit Cyankalium; dunkel fleischfarbener Niederschlag, der 3 Äquivalente H O enthält, beim schwachen Erwärmen mit der Flüssigkeit unter Wasserverlust blau wird, beim Erhitzen an der Lust sich schon bei 250° entzündet u. zu einer schwarzen Masse verglimmt. Das Kobaltcyanür ist in Cyankalium löslich u. bildet mit demselben Kobaltidcyankalium (s. unten). b) Kobaltcyanid, Co₂Cy₃, ist für sich nicht bekannt, wohl aber lassen sich die Kobaltidcyanverbindungen betrachten als Doppelsalze des Kobalteyanids mit andern Cyanmetallen. Mit Cyan u. Metallen bildet das K. den Ferridcyanmetallen (s.u. Ferridcyan) analoge Verbindungen, deren Radical das Kobaltidcyan (Co₂Cy₆ = 2 Ccoy) ist, u. welche man nach Berzelius als Verbindungen von Kobaltidcyan mit Cyanmetallen betrachten kann; hiernach wäre das Kobaltidcyankalium (3K, Co₂Cy₆) = 3 K Cy, Co₂Cy₃. Mit Wasserstoff bildet das Kobaltidcyan eine Säure, die Kobaltidcyanwasserstoffsäure, Co₂Cy₆, 3 H + HO = 2 Ccoy, 3 H + H O, welche man durch Zerlegung von Kobaltidcyankupfer mit Schwefelwasserstoff herstellt; sie krystallisirt beim Verdampfen der Lösung in zerfließlichen, farblosen, durchsichtigen Nadeln, von stark saurem Geschmacke; sie zerlegt kohlensaure Salze, löst Eisen u. Zink unter Wasserstoffentwickelung auf u. wird in wässeriger Lösung durch Kochen kaum zerlegt; sie ist löslich in Alkohol, unlöslich in wasserfreiem Äther, durch Salzsäure, rauchende Salpetersäure u. Königswasser wird sie nicht zersetzt. Die Kobaltidcyanmetalle wurden von Gmelin entdeckt u. von Zwenger genauer untersucht: aa) Kobaltidcyankalium, 2 Ccoy, 3 K, entsteht beim Behandeln von Kobaltcyanür mit Cyankalium, od. von kohlensaurem Kobaltoxydul mit Kali u. Cyanwasserstoffsäure; durchsichtige, blaßgelbe Krystalle, isomorph mit dem gelben Blutlaugensalz u. ohne Wassergehalt. bb) Kobaltidcyannatrium, 2 Ccoy, 2 Na + 4 HO, eben so wie das Ammonium- u. Baryumsalz durch Neutralisiren der Säure mit kohlensaurem Natron erhalten, krystallisirt in langen, farblosen Nadeln, die bei 100° alles Wasser verlieren. cc) Kobaltidcyankupfer, 2 Ccoy, 3 Cu + 7 HO, durch Fällen eines löslichen Kupferoxyosalzes mit Kobaltidcyankalium erhalten, ist hellblau; aus seiner Lösung in Ammoniak krystallisiren lasurblaue, vierseitige Prismen von Kobaltidcyankupferammoniak, 2 Ccoy, 3 Cu + 2 NH₃ + 5 HO. dd) Kobaltidcyankobalt, 2 Ccoy, 3 Co + 14 HO, wird aus Kobaltoxydulsalzen durch Kobaltidcyankalium als hellrothes, in Wasser u. Säuren unlösliches Pulver gefällt, das bei 220° alles Wasser verliert u. dann intensiv blau wird. ee) Kobaltidcyannickel, 2 Ccoy, 3 Ni + 12 HO, auf gleiche Weise wie die Kobaltverbindung dargestellt, grünlichblau, von muschlichem Bruch; aus der Lösung in Ammoniak scheidet sich beim Verdunsten od. auf Zusatz von Alkohol Kobaltidcyannickelammoniak 2 Ccoy, 3 Ni + 2 NH₃ + 7 HO, aus. ff) Kobaltidcyanblei, 2 Ccoy, 3 Pb + 4 HO, krystallisirt aus der Lösung von kohlensaurem Bleioxyd in Kobaltidcyanwasserstoffsäure in perlmutterglänzenden, in Alkohol unlöslichen, Blättchen. gg) Kobaltidcyansilber, 2 Ccoy, 3 Ag, ist weiß, käsig, in Wasser u. Säuren unlöslich; seine Auflösung in Annnoniak liefert beim Verdunsten farblose, durchsichtige Säulen von Kobaltidcyansilberammoniak. 2 Ccoy, 3 Ag + NH₃ + HO. H) Antimon u. Arsenik verbinden sich mit K. beim Zusammenschmelzen unter Feuererscheinung; die Verbindung mit Arsen kommt in der Natur als Speiskobalt, Co As u. Hartkobalterz (Tesseralkies), Cos As₃ vor. I) Kobaltlegirungen. Die Legirung von K. mit Eisen ist sehr hart, schwer zerbrechlich; mit Platin gibt das K. eine schmelzbare Legirung, mit Zinn eine hellviolette, etwas ductile Mischung. Beim Zusammenschmelzen von K. mit Silber erhält man zwei getrennte Schichten, von denen die untere kobalthaltiges Silber, die obere silberhaltiges K. ist.