Cobalt(II,III)-oxid
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- Cobaltverbindung
- Oxid
Kristallstruktur | ||||||||
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Keine Zeichnung vorhanden | ||||||||
Allgemeines | ||||||||
Name | Cobalt(II,III)-oxid | |||||||
Andere Namen |
Tricobalttetraoxid | |||||||
Verhältnisformel | Co3O4 | |||||||
Kurzbeschreibung |
schwarzer Feststoff[1] | |||||||
Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||
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Eigenschaften | ||||||||
Molare Masse | 240,8 g·mol−1 | |||||||
Aggregatzustand |
fest[1] | |||||||
Dichte |
6,07 g·cm−3[1] | |||||||
Schmelzpunkt |
895 °C [1] | |||||||
Siedepunkt |
>900 °C (Zersetzung)[1] | |||||||
Löslichkeit |
unlöslich in Wasser[1] | |||||||
Sicherheitshinweise | ||||||||
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Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Cobalt(II,III)-oxid ist eine chemische Verbindung von Cobalt und Sauerstoff. Der schwarze Feststoff ist eines vom mehreren Oxiden des Cobalts und zählt zur Gruppe der Spinelle.
Gewinnung und Darstellung
Cobalt(II,III)-oxid entsteht beim Erhitzen von Cobalt(II)-oxid an der Luft auf 400 bis 500 °C.[3]
- $ \mathrm {6\ CoO+O_{2}\longrightarrow 2\ Co_{3}O_{4}} $
Eigenschaften
Cobalt(II,III)-oxid ist eine gemischtvalente Verbindung mit zwei- und dreiwertigen Cobaltionen und der genaueren Formel Co2+Co3+2O4 (CoO*Co2O3). Die Verbindung besitzt eine Spinellstruktur, bei der in einer kubisch dichtesten Kugelpackung von O2--Ionen ein Achtel aller Tetraederlücken und die Hälfte der Oktaederlücken von Cobaltionen besetzt sind. Die Co2+-Ionen besetzen dabei die Tetraederlücken, die Co3+-Ionen die Oktaederlücken.[3] Die Kristalle haben die Raumgruppe $ Fd{\bar {3}}m $, der Gitterparameter a = 809 pm. In der Elementarzelle befinden sich acht Formeleinheiten.[4]
Ab etwa 900 °C zersetzt sich Cobalt(II,III)-oxid zu Cobalt(II)-oxid. Von Reduktionsmitteln wie Koks oder Aluminium wird die Verbindung zu elementarem Cobalt reduziert.[3]
Cobalt(II,III)-oxid ist in Salzsäure, Salpetersäure und Königswasser unlöslich, jedoch löslich in konzentrierter Schwefelsäure und in Kaliumhydrogensulfatschmelze.[4]
Verwendung
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.[3]
Cobalt(II,III)-oxid lässt sich als Katalysator zur Oxidation von Ammoniak zu Salpetersäure einsetzen. Dieses ist deutlich billiger als die sonst verwendeten Platin-Legierungen. Ein Nachteil ist allerdings die bisher geringere Selektivität von Cobalt(II,III)-oxid-Katalysatoren.[5]
Wie andere Cobaltverbindungen ist Cobalt(II,III)-oxid ein Blaupigment für das Färben von Keramiken.[6]
Sicherheitshinweise
Cobalt(II,III)-oxid wird als Krebserregend und Keimzellmutagen angesehen.[1]
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Eintrag zu Cobalt(II,III)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ 2,0 2,1 Datenblatt Cobalt(II,III) oxide bei Sigma-Aldrich (PDF).
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 1682-87, ISBN 978-3-11-017770-1.
- ↑ 4,0 4,1 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. 388 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Poul Erik Hojlund Nielsen, Keld Johansen: Ammonia oxidation catalyst. EP19930104797, 1993.
- ↑ Rohstoffübersicht Keramik, Fa. Lehrer