Le cobalt
Des statuettes en verre bleu de cobalt ont été découvertes dans des tombeaux égyptiens : les lapis-lazuli servaient à l'époque de monnaies d'échanges et divers autres composés à base de cobalt furent, par la suite, importés par la Chine pour réaliser de superbes porcelaines.
Cet élément, qui se classe en 30ème position sur l'échelle d'abondance des échelles terrestres est resté dans l'oubli jusqu'à son isolement en 1735 par G. Brandt. On le rencontre habituellement à l'état naturel en association avec le fer et au nickel. Les méthodes de préparation du cobalt sont nombreuses.
Le cobalt est l'élément central de ce qu'on appelle la triade du fer.(\(\textrm{Fe}\), \(\textrm{Co}\), \(\textrm{Ni}\)).
Ces trois éléments sont ferromagnétiques, c'est-à-dire qu'ils sont susceptibles de prendre une forte aimantation.
Le cobalt permet de réaliser des alliages très intéressants, en l'occurrence des aciers spéciaux : avec du chrome et parfois aussi du tungstène pour fabriquer des aimants permanents dont la force coercitive est exceptionnelle ou encore des aciers destinés à la fabrication d'outils de coupe ultrarapide ou de forage qui restent durs à haute température.
Figure 17. Photo d'un outil de coupe
Figure 18. Photo de céramique bleue
Mais les applications les plus importantes du cobalt concernent l'industrie du verre et de la céramique : on l'y emploie sous forme de silicate bleu de potassium et de cobalt ou un oxyde de cobalt, également de couleur bleue (pigment lavande des peintures).
Complément : Expérience amusante : test d'humidité
Certains sels métalliques peuvent changer de couleur selon qu'il sont secs ou hydratés (humides). On peut citer le sulfate de cuivre, habituellement de couleur bleue lorsqu'il est humide, mais blanc lorsqu'il est parfaitement sec. Le chlorure de cobalt en est un autre et est présent dans de nombreux objets-souvenir supposés changer de couleur en prévision du temps... Est-ce vrai ?
Imbiber le papier filtre avec une solution de chlorure de cobalt dans de l'eau chaude, puis laisser sécher.
La feuille de papier apparaît bien rose lorsqu'elle est encore humide.
À l'aide du sèche cheveux, évaporer l'eau imbibée dans le papier filtre ; lorsque toute l'eau est évaporée, la feuille devient d'un bleu intense.
Si l'on humidifie la feuille avec un vaporisateur d'eau, la couleur revient au rose.
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Explication : Explication du test d'humidité
Les sels métalliques sont souvent avides d'eau, c'est-à-dire qu'ils ont tendance à absorber l'humidité ambiante. Certains sels métalliques se colorent ou changent de couleur lorsqu'ils deviennent humides. C'est le cas du chlorure de cobalt, bleu lorsqu'il est sec, il devient rose avec l'humidité. C'est aussi le cas du sulfate de cuivre anhydre (sec) blanc, il devient bleu en présence d'eau. Ces deux sels sont utilisés dans les laboratoires pour mettre en évidence des traces d'humidité dans un solvant ou une enceinte, ou encore la production de vapeur d'eau par un animal, une plante ou une réaction chimique.
Les molécules d'eau sont faiblement liées au cation métallique cobalt. Cette faible liaison de coordination peut être facilement rompue lors d'un chauffage léger. Ce phénomène d'absorption est totalement réversible, la feuille peut être séchée et humidifiée autant de fois que l'on veut.
Le chlorure de cobalt est encore et souvent utilisé dans des objets (cartes postales, bibelots, souvenirs) censés prévoir le temps en changeant de couleur. En réalité, la seule mesure que peut fournir ce genre d'objet est une indication sur l'humidité de l'endroit où il est placé, rien de plus...