Cobalt(II)-sulfat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Cobalt(II)-sulfat
Andere Namen	Cobaltsulfat Cobaltvitriol
Summenformel	CoSO4 CoSO4 · 7 H2O (Heptahydrat)
Kurzbeschreibung	karminrote Kristalle (Heptahydrat)[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 10124-43-3 (wasserfrei) 16591-12-1 (Hexahydrat) 13455-34-0 (Monohydrat) 10026-24-1 (Heptahydrat) EG-Nummer 233-334-2 ECHA-InfoCard 100.030.291 PubChem 24965 DrugBank DB15760 Wikidata Q411214
Eigenschaften
Molare Masse	wasserfrei: 154,99 g·mol−1 Heptahydrat: 281,1028 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	3,71 g·cm−3 (Anhydrat bei 20 °C)[1] 1,95 g·cm−3 (Heptahydrat)[1] 3,08 g·cm−3 (Monohydrat)[2]
Schmelzpunkt	Zersetzung bei 735 °C[1]
Löslichkeit	gut in Wasser (383 g·l−1 bei 25 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​317​‐​319​‐​334​‐​341​‐​350i​‐​360F​‐​410 P: 273​‐​280​‐​301+312​‐​302+352​‐​304+340+312​‐​308+313[1]
Zulassungs­verfahren unter REACH	besonders besorgnis­erregend: krebs­erzeugend, fortpflanzungs­gefährdend (CMR)[4]
MAK	aufgehoben, da karzinogen[1]
Toxikologische Daten	424 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral, Heptahydrat)[5] 768 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral, Heptahydrat)[6]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Das Cobalt(II)-sulfat ist im wasserfreien Zustand ein violettstichig-rotes ("pink"), hygroskopisches Salz der Schwefelsäure. Das giftige, krebserzeugende Pulver nimmt an feuchter Luft Hydratwasser auf und bildet das karminrote Cobalt(II)-sulfat-Heptahydrat. Abhängig von der Temperatur treten auch das Hexahydrat und das Monohydrat auf.

Vorkommen

Cobalt(II)-sulfat tritt selten in Form von einigen Kristallhydrat-Mineralien (Co[SO₄]·xH₂O) entlang der Oxidationszonen von primären Cobaltmineralien (wie Skutterudit oder Cobaltit) auf. Dies sind: Bieberit (Heptahydrat), Moorhouseit (Hexahydrat), Aplowit (Tetrahydrat) und Cobaltkieserit (Monohydrat).

Das Recycling aus Lithium-Ionen-Akkumulatoren wird erforscht.^[7] Dies gewinnt deshalb an Bedeutung, da derartige Akkus in der Elektromobilität eine zunehmende Rolle spielen und Cobalt als Rohstoff darin eine herausragende Rolle spielt.

Gewinnung und Darstellung

Cobalt(II)-sulfat entsteht bei Einwirkung von Schwefelsäure auf elementares Cobalt oder auf Cobaltoxide wie Cobalt(II)-oxid.

Eigenschaften

Cobalt(II)-sulfat Hydrat

Wasserfreies Cobalt(II)-sulfat ist polymorph und kristallisiert als orthorhombische A-Form oder monokline B-Form.^[8] Das Hepta- und Monohydrat bilden monokline Kristallstrukturen.^[2] Das Heptahydrat spaltet bei 41,5 °C Kristallwasser ab und bildet das ebenfalls rote Hexahydrat. Dieses wiederum setzt sich durch Abspaltung von Kristallwasser bei 71 °C zum pinkfarbenen Monohydrat um.

Verwendung

Cobalt(II)-sulfat wird zur Herstellung von Pigmenten, Glasuren, in der Porzellanmalerei, zur Tonung von Papieren (Fotografie), in Bädern für Cobalt-Electroplating und zur Spurenelementsupplementierung in der Aquaristik u. a. verwendet.

Zudem wurde das Salz in den 1960er-Jahren Bier beigemischt, um die Stabilität des Schaumes zu erhöhen.^[9] Als Folge kam es in Kanada und den USA zu einer Reihe von Fällen einer Cobalt-induzierten Kardiomyopathie (Cobalt-Kardiomyopathie). In Quebec wurden 49, in Omaha 64 Patienten registriert. Die Symptome umfassten unter anderem Magenschmerzen, Gewichtsverlust, Übelkeit, Atemnot und Husten. Die Letalitätsrate betrug ca. 40 %. Autopsien ergaben schwere Schädigungen an Herzmuskel und Leber. Alle Patienten waren starke Biertrinker (1,5 bis 3 Liter/Tag). Sie konsumierten bevorzugt Sorten von lokalen Brauereien, die etwa einen Monat zuvor angefangen hatten dem Bier Cobalt(II)-sulfat als Schaumstabilisator beizumischen.^[9] Die Grenzwerte für Cobalt in Lebensmitteln waren nicht überschritten worden. Das Auftreten der Krankheitsfälle kam unmittelbar zum Stillstand, nachdem die Brauereien die Cobalt(II)-sulfat-Beimischungen einstellten.^[10][11]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h i} Eintrag zu Cobalt(II)-sulfat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. Januar 2023. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b} SLAC: PHYSICAL CONSTANTS OF INORGANIC COMPOUNDS (PDF; 391 kB)
3. ↑ Eintrag zu Cobalt sulphate im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
4. ↑ Eintrag in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 6. Dezember 2019.
5. ↑ Datenblatt Cobalt(II)-sulfat bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
6. ↑ G.J.A. Speijers, E.I. Krajnc, J.M. Berkvens, M.J. van Logten: Acute oral toxicity of inorganic cobalt compounds in rats. In: Food and Chemical Toxicology. Band 20, Nr. 3, Juni 1982, S. 311–314, doi:10.1016/S0278-6915(82)80298-6. 
7. ↑ Jingu Kang, Gamini Senanayake, Jeongsoo Sohn, Shun Myung Shin: Recovery of cobalt sulfate from spent lithium ion batteries by reductive leaching and solvent extraction with Cyanex 272. In: Hydrometallurgy. Band 100, Nummer 3–4, 2010, S. 168–171. DOI:10.1016/j.hydromet.2009.10.010.
8. ↑ J.D. Dunitz, P. Pauling: Polymorphism in Anhydrous Cobalt Sulphate. In: Acta Crystallographica. Band 18, Nr. 4, 1965, S. 737–740, doi:10.1107/S0365110X65001688. 
9. ↑ ^{a b} C. Thomas: Spezielle Pathologie. Schattauer Verlag, 1996, ISBN 3-7945-2110-2, S. 179 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
10. ↑ Expert Group on Vitamins and Minerals. 2002.
11. ↑ Cardiology: When Beer Brought the Blues. In: New York Times Ausgabe vom 10. Januar 1967.