Cobalt (manchmal auch Kobalt, kurz Co) ist ein Übergangsmetall mit der Ordnungszahl 27 der 9. Gruppe im Periodensystem der Elemente.
Hierher gruppiert werden auch Rhodium, Iridium und das kurzlebige radioaktive und nur künstlich erzeugte Meitnerium. Cobalt ist ein ferromagnetisches Schwermetall.
Der Name „Cobalt” hat seinen Ursprung im Lateinischen „cobaltum“, was soviel wie „Kobold“ bedeutet. Diese etwas seltsame Form der Namensgebung stammt wohl aus dem Mittelalter.
Hier wurden Cobaltverbindungen für wertvolle Kupfer- oder Silberverbindungen gehalten. Leider ließen sich mit den damaligen Mitteln die Cobaltverbindungen nicht verarbeiten.
Zudem enthalten viele der Cobaltverbindungen Arsen, das beim Erhitzen freigesetzt wird und unangenehme Düfte erzeugt. Die mittelalterlichen Alchemisten erklärten diese Phänomene als Werk von Hexen und Kobolden, die das kostbare Kupfer und Silber aufgefressen und durch wertlose Imitate ersetzt hätten. Der schwedische Chemiker Georg Brandt entdeckte dann 1735 das Element und gab ihm den Namen.
Cobalt hat an der Erdkruste nur einen Massenanteil von 0,003 Prozent. Es kommt auch kaum in seiner elementaren Form vor, sondern fast immer als Verbindung. Cobalt ist zwar in vielen Mineralien zu finden, jedoch stets in sehr geringen Mengen.
Cobalt kommt häufig zusammen mit Nickel, Uran, Kupfer, Silber und Eisen vor. Zudem lässt sich Cobalt als Spurenelement in den meisten Böden nachweisen.
Cobalt-Erze, die weltweit abgebaut werden, sind beispielsweise Cobaltit (CoAsS) und Cobaltnickelkies (Co3S4). Die lohnendsten Vorkommen liegen im Kongo. Das Land deckt über ein Drittel des globalen Cobalt-Bedarfs.
Cobaltverbindungen sind schon seit langer Zeit bekannt. Sie wurden zum Färben von Keramiken und Glas als Cobaltblau benutzt. Heute wird Cobalt für viele anderen technischen Anwendungen gebraucht. Dazu zählt die Herstellung von Metall-Legierungen, Akkus und Katalysatoren. Radioaktives Cobalt (60Cobalt) wird zur Strahlen-Therapie bei Krebs eingesetzt.
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Physiologische Bedeutung
Cobalt ist als Spurenelement Bestandteil des Vitamins B12. Dieses Cobalamin wird ausschließlich von Mikroorganismen produziert, die auch im Dickdarm des Menschen vorkommen. Doch dort kann Vitamin B12 nicht mehr resorbiert werden, weswegen die Aufnahme des Cobalt-haltigen Vitamins für den Menschen als essenziell gilt.
Der Vitalstoff ist Cofaktor vieler biochemischer Reaktionen. Ohne Vitamin B12 funktioniert der Stoffwechsel der Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße sowie der genetische Stoffwechsel nur unvollständig.
In Mikroorganismen und Pflanzen kommen etliche Enzyme vor, die das Spurenelement ohne Cobalamin nutzen. Beim Menschen sind bsiher nur wenige Enzyme nachgewiesen, die Cobalt ohne den Cobalamin-Anteil benötigen.
Jedenfalls scheint die Zufuhr mineralischen Cobalts bedeutungslos zu sein oder der Bedarf ist so gering, dass Mangelerscheinungen nicht vorkommen. Entscheidend ist die Versorgung mit Vitamin B12, in dem das Spurenelement enthalten ist.
Cobalt-Mangel
Ein Cobalt-Mangel ist daher gleichzeitig immer in Mangel an Vitamin B12. Eine extreme Mangelernährung kann die Hypovitaminose auslösen. Daneben kann eine beeinträchtigte Darmschleimhaut mit Resorptionsstörungen die Ursache sein, wie es bei Alkoholismus vorkommt.
Auch ein Defizit am Intrinsic Factor verursacht die einen Cobalamin-Mangel. Dieses Protein wird im Magen produziert und ist für die Aufnahme des Cobalt-Vitamins erforderlich. Die Hypovitaminose zeigt sich durch Konditions-Schwäche, Anämie, Schleimhautblutungen, Lähmungen und psychiatrische Erkrankungen.
Supplementationen mit Vitamin B12 sowie eine Ernährungsumstellung können den Mangel beseitigen. Auch eine mögliche Grunderkrankung des Darmes muss abgeklärt werden.
Cobalt-Vergiftung
Leichte Überdosierungen sind selten und nicht besonders problematisch. Bei sehr hohen Dosierungen ab 25 mg und mehr kommt es zu ernsthaften Problemen. Meist geschieht dies nur bei Menschen, die am Arbeitspaltz einer hohen Cobalt-Emission ausgesetzt sind.
Die Symptome sind Kontaktekzeme an der Haut, Magen-Darm-Probleme und eine erhöhte Zahl der roten und weißen Blutkörperchen sowie der Thrombozyten. Zu den Folgen der Cobalt-Intoxikation zählen auch eine Vergrößerung von Leber und Milz, Hypertonie, Thrombosen, Herz- und Lungenerkrankungen, Geschwüre des Magens und des Zwölffingerdarmes sowie eine Unterfunktion der Schilddrüse.
In den 1960er Jahren in den USA und Kanada kam es zu einer Vergiftungswelle durch Cobalt. Hier traten eine Reihe von Kardiomyopathien auf, die auf überdurchschnittlicher Cobaltzufuhr zurückzuführen waren.
So wurden in Quebec 49 und in Omaha 64 Personen beobachtet, die über Magenschmerzen, Übelkeit, Atemnot, Gewichtsverlust, Husten etc. klagten. Dazu kam eine Sterblichkeitsrate von 40 Prozent. Bei den Autopsien konnten schwere Schäden an Leber und Herz gezeigt werden.
Grund für die Cobaltvergiftung waren Brauereien, die einen „Schaumstabilisator“ eingeführt hatten, der aus Cobalt(II)-sulfat bestand.
Da die betroffenen Patienten starke Biertrinker waren – etwa 1,5 bis 3 Liter Bier täglich – , nahmen diese eine überdurchschnittliche Menge an Cobalt über den Bierkonsum auf. Die Brauereien stellten den Cobaltzusatz im Bier ein, was zu einem sofortigen Abklingen der Vergiftungserscheinungen führte.
Bei Cobalt-Intoxikationen ist zunächst eine Entgiftung mit Chelatbildnern angezeigt. Diese Verbindungen komplexieren die Co-Ionen, die dann über die Nieren ausgeschieden werden.
Geeignet sind EDTA (Ethylendiamintetraacetat), DMPS (Dimercaptopropansulfonsäure) und DMSA (Dimercaptobernsteinsäure). Künftige Expositionen mit dem Schwermetall sind ausfiindig zu machen und zu meiden.
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Quellen:
