Tip van de maand

nuttige wenken en praktische tips voor de mineralenverzamelaar
voor vragen of suggesties, email tips@minerant.org

Tip 76: microchemie deel 15: cobalt (Co²⁺) aantonen

Erythriet, Co₃(AsO₄)₂ · 8H₂O
Schmiedestollenhalde, Wittichen, Schwarzwald, Duitsland
vondst april 1985, beeldbreedte 2,9 mm

Mineralen waarin het element cobalt voorkomt zijn relatief zeldzaam. Het zijn er maar 76 (mindat, juli 2022). Beperken we ons tot de groepen waarbij microchemisch onderzoek vrij gemakkelijk uitvoerbaar is (zoals halogeniden, carbonaten, sulfaten, fosfaten en arsenaten), dan blijven er maar 36 over. In deze mineralen heeft cobalt steeds de lading 2+: Co²⁺. Dit ion zorgt meestal (met name als het omringd wordt door watermoleculen) voor een roze kleur en dat maakt dat deze mineralen voor verzamelaars vaak heel aantrekkelijk zijn. Te denken valt daarbij aan erythriet, cobaltkoritnigiet en roseliet. Ook bij cobalthoudende variëteiten van andere mineralen komen we deze roze kleur tegen, zoals in cobaltocalciet. In deze tip gaat het daarom over het aantonen van tweewaardig cobalt: Co²⁺.

De hier beschreven methode werkt goed, maar alleen voor mineralen die in zuren kunnen oplossen. Dat betekent dat de methode b.v. voor veel silicaten en sulfiden niet bruikbaar is. Dat betekent ook dat de gebruikelijke regel “Test eerst met bekend materiaal.” weer van groot belang is!

De test:
Het is in feite dezelfde test als beschreven in tip 25 voor zink.

• Voeg aan het (zo nodig fijn gepoederde) mineraal een druppel zoutzuur 10% toe.
• Damp droog (de kleur wordt dan meestal blauw of groen) en laat afkoelen.
• Los het residu op in een druppel azijnzuur 10%.
• Leg een druppel kaliummercurithiocyanaat-oplossing 1% of 4% naast de druppel met het mineraal en trek een smalle verbinding tussen beide druppels.
• Indien cobalt aanwezig is ontstaan blauwe naaldvormige kristallen.

Bij hoge concentraties van het cobalt ontstaan deze snel in grote hoeveelheden. Bij lage concentraties kan het lang (een half uur) duren voor er goed zichtbare kristallen zijn.

Hieronder een paar foto’s van het resultaat van uitgevoerde tests.

Het testresultaat met cobaltnitraat, vrijwel meteen na reactie, beeldbreedte 2,7 mm:


Het testresultaat met erythriet, een half uur na reactie, beeldbreedte 2,7 mm; deze kristallen zijn bij benadering 0,12 mm “groot”:


Het testresultaat met erythriet, een half uur na reactie, beeldbreedte 21 mm; hier is de hele druppel te zien:


De chemie achter deze methode:
De roze kleur van het cobalt-ion ontstaat als het wordt omringd door watermoleculen. Is dat niet het geval, dat levert het vaak een intens blauw op, dat we bijvoorbeeld kennen van Delfts aardewerk. In mineralen komt dat zeer zelden voor, namelijk alleen in julieniet:

3 mm “sprays” van julieniet op dolomiet Shamitumba, Shinkolobwe, Kambove District, Haut-Katanga, DR Congo Copyright: © Brent Thorne

De formule van julieniet is Na₂[Co(SCN)₄]·8H₂O. Daarin is te zien dat het Co-ion hier niet omringd wordt door watermoleculen, maar door sulfocyanide-ionen. Daardoor ontstaat hier de blauwe kleur.

De kaliummercurithiocyanaat-oplossing bevat ionen Hg(SCN)₄^2-. Deze vormen met sommige tweewaardige ionen een neerslag, in dit geval van cobalt: Co²⁺ + Hg(SCN)₄^2- → CoHg(SCN)₄
In dit neerslag worden de cobaltionen net als in julieniet omringd door sulfocyanide-ionen. Daardoor zijn de gevormde kristallen blauw.

Opmerkingen:

• IJzerionen kunnen storen. Toevoegen van vast NaF kan dat voorkomen.
• De kaliummercurithiocyanaat-oplossing, wordt ook wel “Reagens Montéqui” genoemd
• De door verschillende bronnen gegeven concentratie van de oplossing varieert nogal. Oorspronkelijk gebruikte ik een 1% oplossing, nu een van 4%. Beide werken goed.
• In “Mineralbestimmung” van Norbert Schuster wordt een methode beschreven waarbij aan de cobalthoudende oplossing een KSCN-oplossing toegevoegd wordt om de blauwe kleur te verkrijgen. Dat werkt echter alleen als beide oplossingen een hoge concentratie hebben. Meestal dus niet bruikbaar.

Tot slot nog de altijd geldende opmerkingen:

1. Vergeet niet de nodige voorzorgsmaatregelen te nemen om verantwoord en veilig te werken!
2. Begin met “waardeloos” rest-materiaal.
3. Test altijd ook met bekende mineralen om te kunnen vergelijken met de waarnemingen bij het te onderzoeken mineraal.

Literatuur:

1. Demaret Cristian: Microchimie, appliquée à la détermination de minéraux par voie humide, Cercle Geologique de Hainaut, 2017
2. Annelore Köster-Pflugmacher: Qualitative Schnellanalyse der Kationen und Anionen, Walter de Gruyter, Berlin, 1976, ISBN 3-11-004795-0
3. Norbert Schuster: Mineralbestimmung durch einfache chemische und physikalische Methoden, Christian Weise Verlag, München, 2007, ISBN 978-921656-69-3.