Le cobalt, fondu dans le verre, donne à ce dernier une coloration d'un bleu intense. Ce métal est utilisé depuis le Moyen-Âge dans la confection de vitraux. (Image: zatletic/CanStockPhotos)
Dans l'imaginaire collectif, le cobalt évoque les magnifiques couleurs bleues qu’il donne au verre des vitraux dans lequel on l’a fondu.
Mais pour le chimiste, le cobalt est d’abord un métal relativement rare, puisqu’il occupe la 30ème place du tableau périodique des éléments par ordre d’abondance sur Terre. Les principaux gisements se trouvent au Canada sous forme de smaltite CoAs2, en Nouvelle-Calédonie, et surtout en République Démocratique du Congo. Mais le Cobalt est toujours mêlé au nickel et au fer, ses voisins dans le tableau périodique.
Minerai de cobalt brut. La couleur rouge est due à l'oxydation des atomes de cobalt. (Image: Crusier/Wikimedia Commons)
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.
Mélangé à de l'aluminium et fondu dans les céramiques et porcelaines, on obtient le «bleu de Sèvres». Ici, une porcelaine d'environ 1765 revêtant cette couleur. (Image: Kaldari/Wikimedia Commons)
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 Sèvres 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.
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.
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Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch
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