Cobalt(II,III)-oxid

Kristallstruktur
	Keine Zeichnung vorhanden
Allgemeines
Name	Cobalt(II,III)-oxid
Andere Namen	Tricobalttetraoxid
Verhältnisformel	Co3O4
Kurzbeschreibung	schwarzer Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
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Eigenschaften
Molare Masse	240,8 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	6,07 g·cm−3
Schmelzpunkt	895 °C
Siedepunkt	>900 °C (Zersetzung)
Löslichkeit	unlöslich in Wasser
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 317‐350i‐351
	P: 201‐280‐308+313
	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 O^2--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

[GESTIS-1] 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)

[Sigma-2] 2,0 ^2,1 Datenblatt Cobalt(II,III) oxide bei Sigma-Aldrich (PDF).

[HoWi-3] 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.

[Lax-4] 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).

[5] Poul Erik Hojlund Nielsen, Keld Johansen: Ammonia oxidation catalyst. EP19930104797, 1993.

[6] Rohstoffübersicht Keramik, Fa. Lehrer

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