Óxido de cobalto(II) (CoO): definición, propiedades y usos

Óxido de cobalto(II) (CoO): definición clara, propiedades físicas y químicas, aplicaciones industriales y usos en materiales, pigmentos y catalizadores.

El óxido de cobalto (II), también conocido simplemente como óxido de cobalto, es un compuesto químico de fórmula CoO. Contiene cobalto en su estado de oxidación +2 en forma de ión Co2+ y el anión óxido (O2−). Físicamente puede presentarse como cristales verde oscuro u oliváceos (también descritos a veces como rojizos en variedades muy puras) o como un polvo gris, marrón o negro según su grado de hidratación y las impurezas. Su forma mineral natural es la bunsenita.

Propiedades principales

• Fórmula química: CoO
• Masa molar: ≈ 74,93 g·mol−1
• Estructura cristalina: tipo sal gema (NaCl), red cúbica (parámetro de red ≈ 4,26 Å).
• Densidad: ≈ 6,4 g·cm−3 (valor aproximado según la preparación y la porosidad).
• Punto de fusión: alto; se emplea a temperaturas elevadas en procesos cerámicos (valores reportados alrededor de 1 900–1 950 °C, según la fuente y condiciones).
• Solubilidad: prácticamente insoluble en agua; se disuelve en ácidos formando sales de Co(II) (p. ej., CoCl2, CoSO4).
• Propiedades magnéticas: antiferromagnético por debajo de la temperatura de Néel (aprox. 290–300 K) y presenta comportamiento paramagnético a temperaturas más altas.
• Apariencia: color variable (verde oscuro, negro, gris, marrón) dependiendo de la preparación y del grado de oxidación/hidratación.
• CAS: 1307-96-6

Estructura, estabilidad y reactividad

CoO adopta la estructura cúbica tipo NaCl en condiciones normales. Es estable en atmósfera neutra, pero puede oxidarse en aire a temperaturas elevadas formando óxidos mixtos como Co3O4. A la inversa, CoO se reduce fácilmente a cobalto metálico mediante agentes reductores (H2, carbono) o electroquímicamente. En contacto con ácidos diluidos reacciona para dar sales de Co(II); con bases fuertes puede hidrolizarse parcialmente formando hidróxidos (Co(OH)2) en presencia de agua.

Preparación y obtención

• Calcinar carbonatos o hidróxidos de cobalto (p. ej. CoCO3, Co(OH)2) en atmósfera inerte o reductora para obtener CoO.
• Reducir Co3O4 (óxido mixto) con hidrógeno a temperatura controlada produce CoO intermedio y, con mayor reducción, Co metálico.
• Precipitación controlada a partir de soluciones de sales de Co(II) seguida de secado y calcinación permite obtener polvos con distintas morfologías.

Usos y aplicaciones

• Cerámica y vidrio: como pigmento y agente colorante (tonos azules y verdes en esmaltes y vidrios) y como aditivo para controlar propiedades eléctricas y térmicas de cerámicas.
• Catalizadores: precursor de catalizadores de cobalto para síntesis orgánica y procesos industriales (p. ej. en reacciones de oxidación y en procesos tipo Fischer–Tropsch cuando se combina con otros óxidos o soportes).
• Materiales para baterías: como materia prima para la síntesis de óxidos de cobalto y materiales catódicos (p. ej. LiCoO2) empleados en baterías recargables.
• Imanes y materiales magnéticos: investigación y producción de materiales magnéticos y compuestos magnéticos a escala industrial o experimental.
• Industria química: como precursor en la fabricación de otras sales y compuestos de cobalto utilizados en pigmentos, catalizadores y agentes electroquímicos.

Análisis y caracterización

CoO se identifica y caracteriza mediante técnicas como difracción de rayos X (XRD) para determinar la fase cristalina, espectroscopía XPS para estados de oxidación en la superficie, DRX/FTIR/Raman para información estructural complementaria, y técnicas analíticas (ICP-MS, AAS) tras digestión ácida para cuantificar el contenido de cobalto. Microscopía electrónica (SEM/TEM) permite estudiar morfología y tamaño de partícula; TGA/DSC aporta datos sobre estabilidad térmica y transformaciones de fase.

Seguridad, toxicidad y manejo

Los compuestos de cobalto, incluido CoO, deben manejarse con precaución. La exposición por inhalación o ingestión puede causar efectos sobre la salud: irritación respiratoria, sensibilización de la piel, problemas cardiovasculares y, en exposiciones crónicas, efectos sistémicos. Algunas formas de cobalto y sales se consideran potencialmente cancerígenas según evaluaciones de agencias de salud; además, el polvo fino puede presentar riesgo de inhalación. Recomendaciones generales:

• Evitar la generación de polvo; trabajar en cabina cuando sea necesario.
• Usar EPI: guantes, gafas de seguridad y protección respiratoria adecuada.
• Almacenar en recipientes bien cerrados, en lugar seco y ventilado, separados de agentes oxidantes fuertes.
• Eliminación conforme a la normativa local sobre residuos químicos y metales pesados.

Notas adicionales

La coloración y propiedades físicas de CoO dependen mucho de la pureza, la presencia de agua y de impurezas (p. ej. Co3O4 o metales traza). En investigación y en la industria se emplean formas nanoestructuradas o soportadas de CoO para optimizar su actividad catalítica o sus propiedades electroquímicas.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el óxido de cobalto(II)?

P: ¿Cuál es la fórmula química del óxido de cobalto (II)?

P: ¿Cuáles son algunas de las propiedades físicas del óxido de cobalto (II)?

P: ¿Cuál es el otro nombre del óxido de cobalto (II)?

P: ¿Qué estado de oxidación tiene el cobalto en el óxido de cobalto (II)?

P: ¿Qué contiene el óxido de cobalto (II) además de cobalto?

P: ¿Cuál es la composición química del óxido de cobalto (II)?

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