鈷

鈷 (Cobalt)
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鈷是一種堅硬、具光澤，呈銀灰色的金屬，密度為8.9g/cm³，元素符號為Co，原子序27。雖然人類很早以前便採用鈷基（鈷藍）顏料於首飾、顏料上；希臘、羅馬、埃及及中國很早就有利用鈷的化合物著色的證據。但古人並不知道其化學成分為何，直至1735年，鈷元素單質才被瑞士化學家Georg Brandt自鈷礦物中還原而得。鈷的名稱主要來自於它的礦石，輝鈷礦CoAsS，此藍色礦石可使玻璃染上藍色，當時人們稱它為”Kobalt”，德文的意思是”惡鬼”，英文Cobalt由德文Kobalt而來。鈷富集於多種金屬礦中，如砷化物、硫化物、氧化物，但主要來源是來自於銅、鎳礦生產的附產品，全世界鈷礦主要產於非洲剛果（Congo）桑比亞（Zambia）。

(1) 鈷具有鐵磁性，所以鐵、鈷、鎳的合金都是很好的磁性材料，主要用於製造磁性、耐磨、高強度的合金。鈷藍（CoAl₂O₄)此深藍色的顏料可用於玻璃、陶瓷、油墨、塗料等。⁶⁰Co是重要的商用放射性同位素，可作為示蹤劑或工業上α粒子的射源。鈷也是多細胞生物體內重要的微量元素（維生素B-12即為鈷的配位化合物）。鈷金屬產量約80%用於合金，而鈷的化合物，鈷酸鋰（LiCoO₂）廣泛用於鋰離子電池正極，其餘化合物也用於反應催化劑及顏料上。

(2) 鈷的化合物：鈷化合物中，最常見的氧化數是+2、+3，許多簡單的化合物中，鈷最穩定的氧化數為+2。二價鈷的鹽類在水中會形成[Co(H₂O)₆“>²⁺的粉紅色水合離子，加入過量的氯離子後，會因生成[CoCl₄“>^2－，顏色由粉紅轉藍。

① 氧化物和氫氧化物：

在隔絕空氣的條件下加熱使鈷( II )的碳酸鹽、草酸鹽或硝酸鹽分解，能得到灰綠色的氧化鈷(II) CoO，能溶於酸性溶液中，但難溶于水，一般不溶於鹼性溶液。於二價鈷鹽的水溶液中加鹼，可以得鈷的氫氧化物Co(OH)₂沉澱。粉紅色的Co(OH)₂在空氣中很慢地被氧化為棕褐色的Co(OH)₃。將CoO或Co(OH)₂溶於鹽酸溶液濃縮後，在室溫下可結晶出粉紅色的六水合氯化鈷CoCl₂ • 6 H₂O。隨著溫度的升高 CaCl₂ • 6H₂O逐漸脫去結晶水，同時伴有顏色的變化，由粉紅色→藍色。化學上常利用CoCl₂吸水後會發生顏色變化的特性作為矽膠乾燥劑的指示劑。

② 配位化合物：鐵、鈷、鎳都是很好的錯合物中心離子，可與NH₃、CN^－、CO等配位基形成錯合物。

參考資料
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Cobalt
2. 車雲霞、申泮文，2005年，化學元素周期系，南開大學出版社。
3. Geoff Rayner-Canham, Tina Overton, 2006, Descriptive Inorganic Chemistry, 4th ed., Freeman.
4. 司學芝、劉捷、展海軍，2009年，無機化學，化學工業出版社。