Cobalt

Cobalt

Pour les uns, le cobalt évoque les magnifiques couleurs bleues qu’il donne au verre des vitraux dans lequel on l’a fondu. Les bleus profonds des rosaces des cathédrales de Chartres, Reims et Paris sont dus à des verres au cobalt.

Mais pour le chimiste, le cobalt est d’abord un métal relativement rare, puis qu’il occupe la 30ème place de tous les éléments, par ordre d’abondance sur Terre. Les principaux gisements se trouvent au Canada sous forme de smaltite CoAs2, en Nouvelle-Calédonie et surtout au Congo (Zaïre). Mais le Cobalt est toujours mêlé au nickel et au fer, ses voisins dans la table périodique.

Le métal fut découvert en 1735 par le chimiste suédois Georg Brand. Son nom vient de l’allemand « Kobold », qui veut dire « lutin malfaisant », car les mineurs qui extrayaient le fer des mines du Harz cherchaient à se débarrasser de cette impureté désagréable qui rendait le fer cassant.

Le métal se prépare en réduisant l’oxyde par l’aluminium. Il est dur, mais malléable et présente une couleur grise avec des reflets rougeâtres caractéristiques.

Ses alliages sont importants. L’alliage dit stellite, constitué de cobalt, de chrome et de tungstène, permet de fabriquer des outils de coupe qui conservent leurs propriétés tranchantes à haute température. Les turbines de moteurs à réaction sont faites d’aciers au cobalt. L’alliage dit Kovar peut être soudé au verre et permet le passage du courant électrique à travers les ampoules de verre sous vide. D’autres alliages du cobalt permettent de fabriquer des aimants plus puissants que ceux à base d’acier et de fer.

Le cobalt a été utilisé pendant des siècles pour produire des émaux, des céramiques et des verres dotés d’une couleur bleue brillante et permanente. Les bleus de Sévres et de Thénard sont des oxydes mixtes d’aluminium et de cobalt. Il suffit d’ajouter 0,1 % de cobalt à la masse en fusion pour obtenir une intense couleur bleue.

On peut rendre le cobalt radioactif en le bombardant avec des neutrons. Le cobalt-60 ainsi formé émet des rayons gamma très pénétrants que l’on utilise en radiothérapie pour traiter certains cancers.

Le cobalt résiste mieux à la corrosion à l’air et aux acides que le fer. Lorsqu’on attaque le cobalt métallique ou ses oxydes par l’acide chlorhydrique concentré, on obtient du chlorure de cobalt CoCl2·6H2O qui présente la particularité d’être rose pâle à froid et bleu-violet foncé à chaud. On utilise ses solutions pour faire des encres sympathiques, dont la trace est invisible à froid mais qui devient visible en bleu-violet sous l’action de la chaleur, qui lui enlève son eau de cristallisation.

Lorsqu’il est oxydé au degré d’oxydation +3, le cobalt permet de faire des complexes colorés avec différentes substances comme l’ammoniaque NH3, l’eau ou les ions nitrites NO2-, que l’on appelle de manière générale des ligands. Ces complexes contiennent toujours 6 ligands groupés autour d’un atome Co, mais ils sont interchangeables. On peut par exemple fixer de 1 à 6 NH3 autour d’un atome Co, pourvu que l’on insère aussi d’autres ligands et que le total soit égal à 6. Cette chimie particulière a été développée par Alfred Werner à Zurich, ce qui lui a valu le Prix Nobel en 1913.

Modifié le: mardi 12 avril 2016, 10:52