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Rinmans Grün Das Pigment auch Kobaltgrün oder Zinkgrün wird vor allem für ölfarben und Zementfarben verwendet Das auch C

Rinmans Grün

Das Pigment Rinmans Grün (auch Kobaltgrün oder Zinkgrün) wird vor allem für Ölfarben und Zementfarben verwendet. Das auch Cobaltgrün genannte Pigment ist ein türkisgrünes Pulver.

Zinkgrün

Geschichte Bearbeiten

Das Oxid wurde erstmals 1780 von dem Schweden Sven Rinman (1720–1792) erwähnt. Johan Arvid Hedvall untersuchte ab 1912 die Bildung von Rinmans Grün genauer. Diese erste systematische Untersuchung „des Reaktionsvermögens im festen Zustande“ gilt als Beginn der Festkörperchemie. Er erkannte, „daß diese Substanz keine chemische Verbindung sein kann, sondern ist vielmehr als eine feste Lösung zwischen ihren beiden Komponenten: CoO und ZnO aufzufassen“.

Struktur und Zusammensetzung Bearbeiten

Es handelt sich bei der Verbindung um eine feste Lösung von wenigen Prozent Cobalt(II)-oxid CoO in Zinkoxid ZnO. Die Co(II)-Ionen besetzen dabei Gitterplätze der Zn(II)-Ionen in der hexagonalen Wurtzit-Struktur des Zinkoxids. Die Angaben, wie viel Cobalt in das Wurtzit-Gitter des Zinkoxides eingebaut werden kann, bevor es zur Zweiphasigkeit durch Primärausscheidung von Cobaltoxid kommt, sind in der Literatur umstritten und reichen von 6,5 % bis 30 %. Der Grünton ist abhängig vom Cobaltanteil, mit steigendem Anteil wird das Farbmittel dunkler. Auch die Glühtemperatur hat Einfluss auf den Farbton.

Es ist ein verbreiteter Irrtum, dem gewöhnlichen Rinmans Grün eine Spinellstruktur mit der Zusammensetzung ZnCo2O4 zuzuschreiben, wie es in den meisten Lehrbüchern beschrieben ist. Das gewöhnliche Rinmans Grün hat die hexagonale Wurtzit-Struktur des Zinkoxids. Der kubische Zink-Cobalt-Spinell ZnCo2O4 ist grün-schwarz.

Herstellung Bearbeiten

Rinmans Grün kann aus Gemischen von Zinksalzen und Cobaltsalzen hergestellt werden, die leicht zersetzlich sind, so aus Nitraten, Carbonaten oder Oxalaten. Diese Salze werden pulverisiert, gründlich miteinander vermengt oder zusammen aus wässriger Lösung ausgefällt und im Ofen geglüht.

Anwendung Bearbeiten

Rinmans Grün ist ein beliebter Nachweis für Zink. Zinkoxid oder Zinkhydroxid wird auf einer Magnesiarinne mit einer geringen Menge einer stark verdünnten Cobaltnitratlösung versetzt. Beim schwachen Glühen in der oxidierenden Flamme entsteht Rinmans Grün.

Spintronik Bearbeiten

Möglicherweise eignet sich das Rinmans Grün – wie andere dotierte Zinkoxide – für den Einsatz in der Spintronik-Technologie. Die meisten Materialien, die die gewünschten Eigenschaften zeigen, müssen bis unter 75 K (ca. −200 °C) gekühlt werden. Rinmans Grün könnte hingegen bei Raumtemperatur funktionieren und damit für die Herstellung neuer nichtflüchtiger magnetischer Halbleiterspeicher interessant sein.

Siehe auch Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Sven Rinman, Kungl. Svenska vetenskapsakademiens handlingar Juli, August, September 1780, Om grön Målare-färg af Cobolt. Seiten 163–175, online im Internet Archive
  2. Paul Walden Chronologische Übersichtstabellen: Zur Geschichte der Chemie von den Ältesten Zeiten bis zur Gegenwart. Springer-Verlag, Berlin Göttingen Heidelberg 1952.
  3. Johan Arvid Hedvall: Über Rinmans Grün. In: Zeitschrift für anorganische Chemie ZAAC. Band 86, Nr. 1, Seiten 201–224, 5. Mai 1914, doi:10.1002/zaac.19140860112
  4. Arvid Hedvall: Studien über Rinmansgrün. In: Chemisches Zentralblatt, 8. Oktober 1913, Seiten 1273–1274.
  5. C. H. Bates, W. B. White, R. Roy: The solubility of transition metal oxides in zinc oxide and the reflectance spectra of Mn2+ and Fe2+ in tetrahedral fields. In: J. Inorg. Nucl. Chem., 28, 1966, 397–405.
  6. R. Rigamonti, Gazz. Chem. Ital. 1946, 76, 476.
  7. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1492.
  8. Jander-Blasius: Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie. 16. Auflage, 410.
  9. Riedel, Janiak: Anorganische Chemie. 7. Auflage, S. 763.
  10. Jander-Blasius: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum. 14. Aufl. 1995.
  11. Michael Snure, Dhananjay Kumar, Ashutosh Tiwari: Progress in ZnO-based Diluted Magnetic Semiconductors. In: JOM – The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, June 2009, Volume 61, Issue 6, pp 72-75, doi:10.1007/s11837-009-0092-9
  12. Kevin Kittilstved, Dana Schwartz, Allan Tuan, Steve Heald, Scott Chambers, Daniel Gamelin: Direct Kinetic Correlation of Carriers and Ferromagnetism in Co2+:ZnO. In: Physical Review Letters. 97, 2006, doi:10.1103/PhysRevLett.97.037203.
  13. Kobaltgrün als Stützpfeiler für Chip-Alternative. Abgerufen am 17. August 2008.
  14. Pigment formulated 225 years ago could be key in emerging technologies (englisch). Abgerufen am 17. August 2008.
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Veröffentlichungsdatum:
Das Pigment Rinmans Grun auch Kobaltgrun oder Zinkgrun wird vor allem fur Olfarben und Zementfarben verwendet Das auch Cobaltgrun genannte Pigment ist ein turkisgrunes Pulver Zinkgrun Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Struktur und Zusammensetzung 3 Herstellung 4 Anwendung 5 Spintronik 6 Siehe auch 7 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenDas Oxid wurde erstmals 1780 von dem Schweden Sven Rinman 1720 1792 erwahnt 1 Johan Arvid Hedvall untersuchte ab 1912 die Bildung von Rinmans Grun genauer Diese erste systematische Untersuchung des Reaktionsvermogens im festen Zustande gilt als Beginn der Festkorperchemie 2 Er erkannte dass diese Substanz keine chemische Verbindung sein kann sondern ist vielmehr als eine feste Losung zwischen ihren beiden Komponenten CoO und ZnO aufzufassen 3 4 Struktur und Zusammensetzung BearbeitenEs handelt sich bei der Verbindung um eine feste Losung von wenigen Prozent Cobalt II oxid CoO in Zinkoxid ZnO Die Co II Ionen besetzen dabei Gitterplatze der Zn II Ionen in der hexagonalen Wurtzit Struktur des Zinkoxids Die Angaben wie viel Cobalt in das Wurtzit Gitter des Zinkoxides eingebaut werden kann bevor es zur Zweiphasigkeit durch Primarausscheidung von Cobaltoxid kommt sind in der Literatur umstritten und reichen von 6 5 5 bis 30 6 Der Grunton ist abhangig vom Cobaltanteil mit steigendem Anteil wird das Farbmittel dunkler Auch die Gluhtemperatur hat Einfluss auf den Farbton Es ist ein verbreiteter Irrtum dem gewohnlichen Rinmans Grun eine Spinellstruktur mit der Zusammensetzung ZnCo2O4 zuzuschreiben wie es in den meisten Lehrbuchern beschrieben ist 7 8 Das gewohnliche Rinmans Grun hat die hexagonale Wurtzit Struktur des Zinkoxids Der kubische Zink Cobalt Spinell ZnCo2O4 ist grun schwarz 9 Herstellung BearbeitenRinmans Grun kann aus Gemischen von Zinksalzen und Cobaltsalzen hergestellt werden die leicht zersetzlich sind so aus Nitraten Carbonaten oder Oxalaten Diese Salze werden pulverisiert grundlich miteinander vermengt oder zusammen aus wassriger Losung ausgefallt und im Ofen gegluht 1 x Z n O x C o N O 3 2 Z n 1 x C o x O 2 x N O 2 1 2 x O 2 displaystyle mathrm 1 x ZnO x Co NO 3 2 longrightarrow Zn 1 x Co x O 2x NO 2 tfrac 1 2 x O 2 nbsp mit x 0 02 displaystyle mathrm x leq 0 02 nbsp Bildung von Rinnmans Grun beim Gluhen mit Cobaltnitrat Anwendung BearbeitenRinmans Grun ist ein beliebter Nachweis fur Zink Zinkoxid oder Zinkhydroxid wird auf einer Magnesiarinne mit einer geringen Menge einer stark verdunnten Cobaltnitratlosung versetzt Beim schwachen Gluhen in der oxidierenden Flamme entsteht Rinmans Grun 10 Spintronik BearbeitenMoglicherweise eignet sich das Rinmans Grun wie andere dotierte Zinkoxide 11 fur den Einsatz in der Spintronik Technologie 12 Die meisten Materialien die die gewunschten Eigenschaften zeigen mussen bis unter 75 K ca 200 C gekuhlt werden Rinmans Grun konnte hingegen bei Raumtemperatur funktionieren und damit fur die Herstellung neuer nichtfluchtiger magnetischer Halbleiterspeicher interessant sein 13 14 Siehe auch BearbeitenThenards Blau CoAl2O4 ein cobalthaltiges PigmentEinzelnachweise Bearbeiten Sven Rinman Kungl Svenska vetenskapsakademiens handlingar Juli August September 1780 Om gron Malare farg af Cobolt Seiten 163 175 online im Internet Archive Paul Walden Chronologische Ubersichtstabellen Zur Geschichte der Chemie von den Altesten Zeiten bis zur Gegenwart Springer Verlag Berlin Gottingen Heidelberg 1952 Johan Arvid Hedvall Uber Rinmans Grun In Zeitschrift fur anorganische Chemie ZAAC Band 86 Nr 1 Seiten 201 224 5 Mai 1914 doi 10 1002 zaac 19140860112 Arvid Hedvall Studien uber Rinmansgrun In Chemisches Zentralblatt 8 Oktober 1913 Seiten 1273 1274 C H Bates W B White R Roy The solubility of transition metal oxides in zinc oxide and the reflectance spectra of Mn2 and Fe2 in tetrahedral fields In J Inorg Nucl Chem 28 1966 397 405 R Rigamonti Gazz Chem Ital 1946 76 476 A F Holleman E Wiberg N Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie 102 Auflage Walter de Gruyter Berlin 2007 ISBN 978 3 11 017770 1 S 1492 Jander Blasius Lehrbuch der analytischen und praparativen anorganischen Chemie 16 Auflage 410 Riedel Janiak Anorganische Chemie 7 Auflage S 763 Jander Blasius Einfuhrung in das anorganisch chemische Praktikum 14 Aufl 1995 Michael Snure Dhananjay Kumar Ashutosh Tiwari Progress in ZnO based Diluted Magnetic Semiconductors In JOM The Journal of The Minerals Metals amp Materials Society June 2009 Volume 61 Issue 6 pp 72 75 doi 10 1007 s11837 009 0092 9 Kevin Kittilstved Dana Schwartz Allan Tuan Steve Heald Scott Chambers Daniel Gamelin Direct Kinetic Correlation of Carriers and Ferromagnetism in Co2 ZnO In Physical Review Letters 97 2006 doi 10 1103 PhysRevLett 97 037203 Kobaltgrun als Stutzpfeiler fur Chip Alternative Abgerufen am 17 August 2008 Pigment formulated 225 years ago could be key in emerging technologies englisch Abgerufen am 17 August 2008 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Rinmans Grun amp oldid 193684577