27 Co Kobolt
Atommasse:
58,933195
Fase (ved 25 °C):
Fast
Smeltepunkt:
1495 °C / 1768 K
Kokepunkt:
2927 °C / 3200 K
Vis flere fakta
Gruppe:
9
Periode:
4
Blokk:
d
Elektronkonfigurasjon:
[Ar]4s<sup>2</sup>3d<sup>7</sup>
Elektronegativitet:
1,88
Tetthet (ved 25 °C):
8,9 g/cm³
Vis færre fakta
Foto: Øystein Foss, UiO

Kobolt

Kobolt er et blålig sølvfarget, hardt metall med egenskaper ikke ulikt jern. Det et mye brukt i industrien, både i legeringer og i fargestoffer (koboltblått). Sammenliknet med sine søsken lengre nede i gruppe 9, rhodium og iridium, er det både vanlig i naturen og billig i innkjøp.     

Anvendelser

Kobolt er et relativt vanlig metall. Metallet er mye brukt i legeringer sammen med andre metaller, dels fordi det bidrar til hardhet og dels fordi det er magnetisk. Ulike legeringer med kobolt brukes f.eks. i gjenstander som må være holdbare så som kirurgiske instrumenter og flydeler. Kobolt har noe svakere magnetiske egenskaper enn jern, men holder på de magnetiske egenskapene ved langt høyere temperaturer. Mens jern mister sine magnetiske egenskaper ved 770 °C holder kobolt på sine helt opp til 1130 °C. Dermed er kobolt brukt i legeringer med andre metaller der man trenger stabil magnetisme også ved høye temperaturer. Blandet med aluminium og nikkel får man en legering som har særlig sterke magnetiske egenskaper, 17 ganger sterkere enn jern, og brukes blant annet i overflatelaget på harddisker i datamaskiner. Koboltforbindelser brukes også fremdeles som pigment i maling, både industrielt og i håndverks- og kunstmaling (se under «Historisk»).

Som sine storesøsken i gruppe 9, spiller kobolt også en sentral rolle som katalysator i kjemiske prosesser. Et viktig bruksområde er i heterogen katalyse der man fjerner svovelforbindelser fra råolje fordi disse i forbrenning av oljen vil danne svovelsyre som fører til sur nedbør når det kommer opp i atmosfæren (mer om katalyse under iridium).

Ved Kjemisk institutt

Forskning ved Kjemisk institutt, Universitet i Oslo, som omhandler eller berører kobolt er gjennomført ved forskningsgruppene i

Analyse og miljø 
Funksjonelle uorganiske materialer 
Katalyse 
Kjernekjemi 
Kvantekjemi, struktur og dynamikk

En viktig norsk eksportartikkel

Blaafarveværket lå utenfor Modum i Buskerud.
Kart: geonorge.no

På 1800-tallet var Blaafarveværket på Modum i Buskerud verdens største produsent av koboltblått, og eksporterte allerede på 1700-tallet blåfargen til både Japan og Kina.

Hemmelige meldinger og skiftende farger

Kobolt er et blålig sølvfarget, hardt metall med egenskaper ikke ulikt jern. Det er stabilt og korroderer (ruster) ikke lett.

Kobolt ble tidligere brukt i «usynlig blekk», og var derfor nyttig når man tidligere skulle sende hemmelige meldinger. Blått koboltklorid ble løst opp i en blanding av vann og glyserol (også kalt glyserin eller 1,2,3-propantriol). I en kjemisk reaksjon med vannet tar vannmolekylene plassen til kloridionene, og det dannes en svakt rosa, nesten fargeløs, løsning av et kobolt-vann-kompleks. Man skrev et «vanlig», uskyldig brev med vanlig blekk, og snudde så arket 90 grader og skrev den hemmelige meldingen med den nesten fargeløse koboltkloridløsningen på tvers av det som var skrevet med blekk. Når mottakeren varmet opp brevet fordampet vannet, kobolt og klorid fant tilbake til hverandre og dannet blå koboltklorid, og den usynlige skriftene kom tilbake som blå tekst. Denne kjemiske reaksjonen brukes også i enkelte pyntegjenstander som skifter farge mellom blå/lilla og rosa avhengig av luftfuktighet og var særlig populære på 1980-tallet.

Kobolt spilte en viktig rolle i arbeidet til sveitsiske Alfred Werner som senere ga ham nobelprisen i kjemi i 1913. Dette arbeidet var med og dannet grunnlaget for viktige grener innen kjemien; koordinasjonskjemi, metallorganisk kjemi og homogen katalyse (se rhodium og iridium).

I kroppen

Kobolt er det eneste metallet i gruppe 9 (sammen med rhodium og iridium) som er nødvendig for levende organismer. Det inngår blant de mineralene vi trenger for å overleve fordi det er en viktig del av vitamin B12, som er nødvendig for å opprettholde nervevev og for å produsere røde blodlegemer. En voksen person har ikke mer enn 1-2 mg kobolt i kroppen, men det lave dagsbehovet av vitamin B12 på 2-3 mikrogram, som tilsvarer ca. 0,01 mikrogram kobolt, får vi lett dekket gjennom å spise animalske produkter som kjøtt, fisk, fjærfe, egg og melk (enkelte kilder oppgir noe høyere verdier for dagsbehovet). Mangel på vitamin B12 er sjelden fordi kroppen bærer på et lager som holder til 2 år eller mer, men veganere som lever på strengt vegetarisk kosthold (uten egg, melk etc.) vil kunne ha behov for tilskudd av vitaminet.

Samtidig som kobolt er et essensielt metall for at vi skal fungere normalt er større mengder av metallet, eller forbindelser av det, regnet som moderat giftig og man mistenker at det kan være kreftfremkallende. Får man i seg ren kobolt vil likevel nesten alt passere tvers gjennom kroppen uten å tas opp.

Vitamin B12 inneholder et koboltatom (her vist i blålilla farge midt i strukturen).
Illustrasjon: Carl Henrik Gørbitz, KI, UiO.

I naturlig form er kobolt ikke radioaktivt, men den radioaktive isotopen kobolt-60 er relativt rimelig å produsere og brukes i industrien til å undersøke metalldeler for skader (se også iridium). Innen medisin brukes det som radioaktivt sporstoff og i strålebehandling av kreft, og i næringsmiddelindustrien til å sterilisere matvarer, særlig krydder. Bestråling av krydder er nødvendig fordi råvarene kan bære med seg skadelige mikroorganismer/bakterier. En vanlig misoppfatning er at strålebehandlet mat er radioaktiv, noe som ikke er tilfelle (helserisikoen ved å spise importert krydder som ikke er strålebehandlet er større enn å spise strålebehandlet krydder).

Navn

Man antar at kobolt har navnet sitt fra det greske ordet for gruve: cobalos. Når man skulle grave ut sølv fra gruver i middelalderens Tyskland møtte man i blant på et mineral som minnet som sølv, men som avga giftige gasser når man forsøkte å smelte det. Det gruvearbeiderne hadde funnet var koboltarsenid, CoAs2, og de giftige gassene var arsenikk som ble dannet fra reaksjon mellom arsenet og oksygen i lufta. Arbeiderne mente derfor at denne malmen var forhekset av underjordiske nisser eller bergtroll som på tysk ble kalt kobald (på engelsk: goblin eller kobold). Kobolt ble oppdaget av svenske Georg Brandt i 1735, som undersøkte den «forheksede» malmen, som også var å finne i Sverige. Inspirert av den tyske folketroen ga han derfor metallet navnet det har i dag.

Historie

Koboltblå kunstgjenstander.
Foto: Blaafarveværket.

Se også under «Navn». Kobolt er en viktig komponent i blåfargen (pigmentet) koboltblå, og metallet har derfor vært av interesse helt siden 1400 f.kr. i faraoenes Egypt der glass farget med koboltblått ble brukt som erstatning for den blå edelsteinen lapiz lazuli. Senere har pigmentet vært mye brukt i farging av glass, keramikk, emalje og porselen, noe som fremdeles er vanlig.

På 1800-tallet var Blaafarveværket på Modum i Buskerud verdens største produsent av koboltblått, og eksporterte allerede på 1700-tallet blåfargen til både Japan og Kina. Modum Blaafarveværk drev koboltgruver på vestsiden av Snarumselva i perioden 1778-1898. Koboltforekomstene er knyttet til såkalte fahlbånd, som er bånd med finfordelte sulfider i lagdelte bergarter. Malmmineralene er koboltitt (koboltglans) (CoAsS), skutteruditt (CoAs3) og koboltholdig arsenkis (danaitt), (Fe,Co)AsS. Malmen holdt i gjennomsnitt 0,08-0,10 % kobolt. Den ble håndsjeidet til et produkt med ca. 3 % kobolt. Malmen ble funnet i 1772 av Ole Witloch, tidligere sølvverksarbeider på Kongsberg. Bedriften var på høyden på 1830-tallet og verket var i en periode Norges største industribedrift med henimot 2000 arbeidere på det meste. Skuterud-gruvene var de største. I verket nede ved Snarumselva ble det produsert smalte, et finknust glass som ble brukt som fargestoff i porselens- og glassindustrien. Et mindre verk, Snarum koboltverk, drev på koboltmalm i Svartfjell-gruvene nord for Skuterud. I 1840-årene gikk driften tilbake på grunn av prisfall på koboltfarger, som etter hvert ble erstattet av syntetisk fremstilt ultramarin.

Kobolt er magnetisk, og under 2. verdenskrig ble disse egenskapene utnyttet av tyskerne til å bygge magnetiske sjøminer som ble utløst av magnetfeltet fra forbipasserende skip. Problemet løste imidlertid de allierte styrkene gjennom å forsyne skipene med utstyr som nøytraliserte magnetfeltet som skipet genererte, og minene ble bygget om til bomber som ble sluppet fra fly.

Fremstilling

Mesteparten av det kobolt som utvinnes er biprodukt fra nikkel- og kopperproduksjon. Den årlige produksjonen av kobolt på verdensbasis var i 2001 på 17000 tonn, noe som er mer enn tusen ganger mer enn rhodium og mer enn 5000 ganger mer enn iridium, som er de tyngre grunnstoffene i gruppe 9. Sammenliknet med de mest produserte metallene jern og aluminium er det likevel forsvinnende lite (det ble til sammenlikning produsert en milliard tonn jern og 60 millioner tonn aluminium). Hovedandelen av produsert kobolt kommer fra Kongo, Marokko og Canada.

Forekomst

Kobaltitt, CoAsS, fra Modum.
Foto: Rune Selbekk, Naturhistorisk museum, UiO.

Kobolt finnes hovedsakelig i jordskorpen, men også i lave konsentrasjoner i havet, og siden havene inneholder så mye vann blir dette likevel en anselig mengde. Hovedmengden av kobolt er likevel å finne i jordens kjerne. En del av metallet er også kommet med meteoritter. På listen over de hyppigst forekommende av de totalt 94 naturlig forekommende grunnstoffene er kobolt nr. 32.