Cobalt(II,III)-oxid

Cobalt(II,III)-oxid ist eine chemische Verbindung von Cobalt und Sauerstoff. Der schwarze Feststoff ist eines von 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.

$\mathrm{6}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{o}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

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. Die Kristalle haben die Vorlage:Raumgruppe, der Gitterparameter a = 809 pm. In der Elementarzelle befinden sich acht Formeleinheiten.

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.

Cobalt(II,III)-oxid ist in Salzsäure, Salpetersäure und Königswasser unlöslich, jedoch löslich in konzentrierter Schwefelsäure und in Kaliumhydrogensulfatschmelze.

Verwendung

Cobalt(II,III)-oxid ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Gewinnung von metallischem 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.

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.

Wie andere Cobaltverbindungen ist Cobalt(II,III)-oxid ein Blaupigment für das Färben von Keramiken.

Sicherheitshinweise

Cobalt(II,III)-oxid wird als krebserregend und keimzellmutagen angesehen.