【元素図鑑】コバルト Co【青色の釉薬や顔料として使用されていた元素】

コバルトに関する情報をまとめました。

元素図鑑

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