コバルト（読み）こばると（英語表記）cobalt

日本大百科全書(ニッポニカ)

コバルト
こばると
cobalt

周期表第9族に属し、鉄族元素の一つ。コバルトの鉱石は古代からエジプトや中国でガラスや陶磁器を青く彩色するのに用いられていた。これらの鉱石が存在すると金属の精錬が困難であったので、いたずら好きで人間を困らせたと伝えられるギリシアの山神コボロスKobolosにちなんでコバルトとよばれていた。

［鳥居泰男］

存在

1735年、スウェーデンのブラントGeorg Brandt（1694―1768）が鉱石から元素を単体として取り出すことに成功し、以来、元素そのものがコバルトとよばれるようになった。

　コバルトは砒(ひ)化鉱、硫化鉱、酸化鉱として岩石圏に広く分布しているが、そのほとんどがニッケル、銅などの他の金属を伴っている。おもなものとしてスマルタイトCoAs₂、コバルタイトCoAsS、コバルト華3CoO・As₂O₅・8H₂O、呉須土(ごすど)などがあげられる。一方、ニッケル、銅、鉛などの鉱石で少量のコバルトを含んでいるものも多く、工業資源としてはむしろこのほうが重要である。隕鉄(いんてつ)の中にも遊離状態で平均0.6％程度存在する。また、きわめて微量ではあるが動物の肝臓中にビタミンB₁₂の成分として含まれる。

［鳥居泰男］

製法

金属コバルトの抽出法は原鉱の性質によって多様であるが、一般には、まず精選した鉱石を電気炉で融解処理して金属成分を鈹(かわ)、砒鈹または合金の形で濃縮し、濃硫酸などに溶かす。適当な化学処理で共存する他の金属成分を分離して水酸化コバルトとして沈殿させ、約800℃に加熱して酸化コバルトCo₂O₃とする。これを約1000℃で木炭で還元すると粒状コバルトが得られる。また、約700℃で水素還元すると粉状となる。化学的工程のかわりに溶液を鉛陽極で電解してコバルトを回収する方法も行われている。いずれによっても純度は99％以上である。より高純度のコバルトは、硫酸コバルト(Ⅲ)溶液の電解還元、コバルトカルボニルの熱分解などによって得られる。ほかにクロロペンタアンミンコバルト(Ⅲ)塩化物[CoCl(NH₃)₅]Cl₂に変え、熱分解する方法も用いられる。

［鳥居泰男］

性質

銀白色の金属で、見かけは鉄、ニッケルに似ている。α(アルファ)形（六方最密充填(じゅうてん)）、β(ベータ)形（立方最密充填）の二つの結晶変態がある。常温ではα形のほうが安定であるが、417℃以上でβ形に変わる。しかし、両形のエネルギー差が少ないため、冷却によって全部の原子層が六方型に戻らず、部分的に立方型が残る。このような充填層の乱れは塑性変形によっても生ずる。いずれの変態も強磁性を示すが、1121℃で常磁性に変わる。鉄、ニッケル類似の展延性をもつが、粘度は錬鉄より大きく、硬さと剛性は鋼よりも大きい。

　化学的安定性は状態によって異なる。水素還元法で製造した微粉状のものは、構造的にはβ形であるが、空気中で熱すると火を発して燃え、不純なものは自然発火する。これに対し粒状のものは、常温で空気中に長時間放置しても酸化物の被膜が生ずるだけで、著しい変化はおこらない。熱すると酸化が進み、白熱すれば燃えて四酸化三コバルトCo₃O₄を生ずる。塩酸や希硫酸には鉄よりは溶けにくい。希硝酸にはよく溶けるが、濃硝酸に対しては鉄と同様に不動態をつくるので溶けない。カ性アルカリには鉄、ニッケルと同様不溶であるが、アンモニアを含む（とくに空気や酸化剤が共存する）場合には錯塩をつくって溶ける。コバルトは酸化数ⅡおよびⅢの状態で多くの化合物をつくる。とくにコバルト(Ⅲ)は多くの安定な錯塩（多くは6配位型）をつくることで有名であり、錯塩化学の基礎的研究の多くはこの種の化合物で行われている。

［鳥居泰男］

用途

純金属は、たとえばフィッシャー‐トロプシュ合成用触媒などに用いられるが、むしろ各種合金の成分としての用途のほうが重要である。高速度鋼、焼結炭化物合金などの切削工具用の超硬質材料、KS鋼、モリブデン‐コバルト鋼などの磁石材料の製造に用いられる。また、高温での耐酸化性、耐食性、耐摩耗性に優れた超耐熱合金（超合金）が種々開発されているが、コバルト25～65％を含む非鉄合金もその一つである。

　原子炉中で金属コバルトに中性子を照射すると、半減期5.2年の放射性同位体コバルト60を人工的につくることができる。これが放出するγ(ガンマ)線は強力でかつ安価でもあるので、ラジウムにかわってγ線源として放射線化学の研究のほか、理化学、工学、生物学など広い分野で利用されている。γ線を照射して遺伝学などの研究を行うものを、とくにγ農場といっている。また、人体の深部まで浸透するので腫瘍(しゅよう)の治療に用いられる。

［鳥居泰男］

　人体に約2ミリグラム含まれ、主としてビタミンB₁₂の構成成分として存在する。ビタミンB₁₂は抗貧血性ビタミンで、コバルトの欠乏症はビタミンB₁₂欠乏症の悪性貧血である。また、過剰症には悪心(おしん)や発疹(はっしん)、聴覚障害などがある。

［河野友美・山口米子］

『糸川嘉則編『ミネラルの事典』（2003・朝倉書店）』

[参照項目] | コバルト60大量遠隔照射装置

[補完資料] | コバルト（データノート）

周期表

コバルト（データノート）
こばるとでーたのーと

コバルト
　元素記号　　Co
　原子番号　　27
　原子量　　　58.9332
　融点　　　　1490℃
　沸点　　　　2870℃
　比重　　　　8.9（測定温度20℃）
　結晶系　　　α，六方
　元素存在度　宇宙　2300（第21位）
　　　　　　　　　　（Si10⁶個当りの原子数）
　　　　　　　地殻　25ppm（第29位）
　　　　　　　海水　0.05μg／dm³

[参照項目] | コバルト

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

コバルト
cobalt

元素記号 Co ，原子番号 27，原子量 58.933200。周期表9族に属する。天然には質量数 59の同位体が1種類だけ存在し，非放射性である。地殻存在量は 23ppmで，比較的豊富に存在する。海水の平均含有量 0.3μg/l 。 1733年 G.プラントにより発見された。主要鉱石はヒコバルト鉱，輝コバルト鉱。単体は灰白色の硬い金属で展延性がある。粘度は錬鉄より大，硬さ，剛性も鋼にまさる。強磁性体。塩酸，硫酸には溶けにくいが，希硫酸に易溶。3価のコバルトイオンには多数の錯塩が知られている。高速度鋼，耐食鋼，磁性材料などに用いられる。塩類はメッキ，ガラスや陶磁器の青色着色料，ペンキやワニスの乾燥剤，フィッシャー法による石油合成の触媒などの用途がある。ビタミン B₁₂ の成分として重要である。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典