コバルトに関する情報をまとめました。
コバルトの基本情報
| 和名 | コバルト |
|---|---|
| 英名 | Cobalt |
| 語源 | ドイツ民話中の山の精コボルト (Kobold) |
| 元素記号 | Co |
| 原子番号 | 27 |
| 原子量 | 58.93 |
| 常温（25℃）での状態 | 固体（金属） |
| 色 | 灰白色 |
| 臭い | ー |
| 密度 | 8.860 g/cm3（20℃） |
| 融点 | 1495℃ |
| 沸点 | 2927℃ |
| 発見者 | ブラント（スウェーデン）[1735年] |
| 含有鉱物 | 輝コバルト鉱 |
コバルトの主な特徴
- 遷移金属元素で、周期表第9族に属す
- 硬くて銀白色の金属光沢を持ち、強磁性体として知られる重要な元素の一つ（常温で磁性を示すのはFe, Co, Niのみ）
- 酸化数は +2, +3 が主で、豊富な錯体化学的性質を示す
- エネルギー材料から触媒、生体内ビタミンまで、産業と生命の両面で不可欠な元素
コバルトの歴史
発見
古代からコバルトは、青色の顔料（コバルトガラス）として知られていましたが、金属元素としては1735年、スウェーデンの化学者ゲオルク・ブラントによって単離されました。これが金属元素として初めて発見された元素とされています。
名前の由来
「コバルト（Cobalt）」の名は、ドイツ語の“Kobold”（山の妖精）に由来します。
鉱石を溶解すると有害なヒ素ガスが発生したことから、かつて鉱夫たちはこの鉱石を「悪霊の仕業」と考えていました。
コバルトの主な用途
コバルトはその磁性・安定性・化学的特性を活かして、多様な分野で活躍しています：
- リチウムイオン電池： コバルト酸リチウム（LiCoO₂）は正極材料として広く使用
- 高耐熱合金（スーパーアロイ）： 航空エンジンや原子炉部品など高温環境で活躍
- 磁石材料： サマリウム・コバルト磁石（SmCo）は高性能永久磁石
- 顔料： コバルトブルー（CoAl₂O₄）は鮮やかな青色を呈する陶磁器・絵画用顔料
- 医療： 放射性同位体 Co-60 は癌治療や食品照射に用いられる
コバルトの生成方法
コバルトは主にニッケル・銅鉱石の副産物として得られます。主な工程は以下の通りです：
- 湿式法： 鉱石を硫酸等で浸出し、抽出・電解によって金属Coを精製
- 乾式法： 鉱石を高温で焼成・還元し、銅やニッケルと分離
- コバルト塩： 酢酸コバルトや硫酸コバルトとして工業原料化
コバルトを含む化合物
コバルトは錯体化合物が豊富であり、さまざまな色・磁性・反応性を持ちます：
- CoCl₂（塩化コバルト(II)）： 吸湿性あり。青色 → 赤色に変化する特性で湿度指示薬に使用
- Co(NO₃)₂、CoSO₄： 電池・顔料・栄養添加物などに利用されるコバルト塩
- ビタミンB₁₂（コバラミン）： コバルトを中心金属とする生体内必須栄養素
- コバルト錯体： 芳香族化合物の水素化や酸化反応などに触媒として使用
- 酸化コバルト(III)： 黒色粉末で、セラミックや触媒に使用
コバルトに関わる研究事例
コバルトは電池、磁性材料、生体内反応、錯体化学など幅広い分野で研究されています：
- 次世代電池開発： コバルトフリー電極への置換・高容量Co錯体の研究
- コバルト錯体触媒： 水素発生反応や酸素還元反応への応用
- 医薬化学： ビタミンB₁₂関連の酵素反応とコバルトの役割解析
- 環境分析： コバルト汚染のモニタリングと吸着材による除去法の開発
- 強磁性材料設計： Co基合金の結晶構造制御と磁気特性の最適化
参考図書
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