Molibden to srebrzystobiały metal, który jest plastyczny i bardzo odporny na korozję. Ma jeden z najwyższych temperatur topnienia wszystkich czystych pierwiastków - tylko pierwiastki tantal i wolfram mają wyższe temperatury topnienia. Molibden jest także mikroelementem niezbędnym do życia.
Jako metal przejściowy molibden z łatwością tworzy związki z innymi pierwiastkami. Molibden zawiera 1,2 części na milion (ppm) masy skorupy ziemskiej, ale nie jest w naturze wolny. Główną rudą molibdenu jest molibdenit (disiarczek molibdenu), ale można go również znaleźć w wulfenicie (molibdenian ołowiu) i powellecie (molibdenian wapnia).
Wydobywany jest jako produkt uboczny wydobycia miedzi lub wolframu. Molibden jest wydobywany głównie w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Chile i Peru. Według Royal Society of Chemistry (RSC) światowa produkcja wynosi około 200 000 ton rocznie.
Tylko fakty
- Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 42
- Symbol atomowy (na układzie okresowym pierwiastków): Mo
- Masa atomowa (średnia masa atomu): 95,96
- Gęstość: 10,2 gramów na centymetr sześcienny
- Faza w temperaturze pokojowej: stała
- Temperatura topnienia: 4,753 stopni Fahrenheita (2623 stopni Celsjusza)
- Temperatura wrzenia: 8382 stopni F (4639 stopni C)
- Liczba izotopów (atomów tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów): 24, których okres półtrwania jest znany przy liczbach masowych od 86 do 110.
- Najczęstsze izotopy: Mo-98 (24,1 procent); Mo-96 (16,7 procent); Mo-95 (15,9 procent); Mo-92 (14,8 procent); Mo-97 (9,6 procent); Mo-100 (9,6 procent); Mo-94 (9,2 procent).
Odkrycie
Miękki czarny mineralny molibdenit (siarczek molibdenu) był często mylony z grafitem lub rudą ołowiu do 1778 r., Kiedy analiza niemieckiego chemika Carla Scheele wykazała, że nie jest to jedna z tych substancji, i w rzeczywistości był całkowicie nowym pierwiastkiem. Ale ponieważ Scheele nie miał odpowiedniego pieca do redukcji białej substancji stałej do metalu, nadal będzie kilka lat, zanim pierwiastek zostanie faktycznie zidentyfikowany, według Chemicool. W rzeczywistości Scheele stał się później znany jako „Scheele nieszczęścia”, ponieważ dokonał wielu odkryć chemicznych - w tym tlenu - ale uznanie zawsze przypisywano komuś innemu.
Przez kilka następnych lat naukowcy nadal zakładali, że molibdenit zawiera nowy pierwiastek, ale nadal bardzo trudno go zidentyfikować, ponieważ nikt nie był w stanie go zredukować do metalu. Jednak niektórzy badacze przekształcili go w tlenek, na który po dodaniu do wody utworzył się kwas molibdenowy, ale sam metal pozostał nieuchwytny.
W końcu szwedzki chemik Peter Jacob Hjelm zmielony kwas molibdenowy węglem w oleju lnianym z wytworzeniem pasty. Pasta umożliwiała bliski kontakt węgla z molibdenitem. Hjelm następnie podgrzał mieszaninę w zamkniętym tyglu, aby wytworzyć metal, który następnie nazwał molibdenem, po greckim słowie „molibdos”, co oznacza ołów. Nowy element został ogłoszony jesienią 1781 r., Zgodnie z Royal Society of Chemistry.
Używa
Większość komercyjnych molibdenu jest wykorzystywana do produkcji stopów, gdzie dodaje się go w celu zwiększenia twardości, wytrzymałości, przewodności elektrycznej oraz odporności na zużycie i korozję.
Małe ilości molibdenu można znaleźć w szerokiej gamie produktów: pociski, części silnika, wiertarki, piły, żarniki nagrzewnicy elektrycznej, dodatki do smarów, tusz do płytek drukowanych i powłoki ochronne w kotłach. Jest także stosowany jako katalizator w przemyśle naftowym. Według Royal Society of Chemistry molibden jest wytwarzany i sprzedawany jako szary proszek, a wiele jego produktów powstaje przez prasowanie proszku pod bardzo wysokim ciśnieniem.
Ze względu na wysoką temperaturę topnienia molibden działa niezwykle dobrze w bardzo wysokich temperaturach. Jest to szczególnie przydatne w produktach wymagających smarowania w tych ekstremalnych temperaturach. Tak więc w przypadkach, w których niektóre smary i oleje mogą się rozkładać lub zapalić, smary z siarczkami molibdenu są w stanie poradzić sobie z ciepłem i nadal poruszać się.
Kto wiedział?
- Molibden jest 54. najczęstszym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej.
- Atom molibdenu ma połowę masy atomowej i gęstości jako wolfram. Z tego powodu molibden często zastępuje wolfram w stopach stali, oferując ten sam efekt metalurgiczny przy zaledwie o połowę mniejszej ilości metalu, zgodnie z Encyclopaedia Britannica.
- „Big Bertha”, niemiecki 43-tonowy pistolet używany podczas II wojny światowej, zawierał raczej molibden niż żelazo, jako istotny składnik stali, ze względu na znacznie wyższą temperaturę topnienia.
- Molibdenit lub molibden to miękki czarny minerał, który kiedyś był używany do wyrobu ołówków. Uważano, że minerał zawiera ołów i często mylono go z grafitem.
- Molibdenit jest stosowany w niektórych stopach na bazie niklu, takich jak opatentowane stopy Hastelloys, które są wysoce odporne na ciepło, korozję i roztwory chemiczne.
Mikroelementy
Molibden jest mikroelementem niezbędnym do życia, ale jego zbyt duża ilość jest toksyczna.
Molibden jest obecny w kilkudziesięciu enzymach. Jednym z tych ważnych enzymów jest azotaza, która pozwala na pobieranie azotu z atmosfery i przekształcanie go w związki, które umożliwiają bakteriom, roślinom, zwierzętom i ludziom syntezę i wykorzystanie białek.
Według Drweil.com u ludzi główną funkcją molibdenu jest pełnienie roli katalizatora enzymów i pomoc w rozkładaniu aminokwasów w organizmie. U roślin molibden jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym niezbędnym do wiązania azotu i innych procesów metabolicznych.
Molibden ma wyjątkową jakość, ponieważ jest mniej rozpuszczalny w glebach kwaśnych i bardziej rozpuszczalny w glebach alkalicznych (zazwyczaj jest odwrotnie w przypadku innych mikroelementów). Dlatego dostępność molibdenu dla roślin jest dość wrażliwa na pH i warunki drenażu. Na przykład w glebach alkalicznych niektóre rośliny mogą zawierać do 500 ppm molibdenu, zgodnie z Lenntech. Natomiast inne ziemie są jałowe z powodu braku molibdenu w glebie.
Niezbędne do ewolucji
Innym interesującym zastosowaniem molibdenu jest jego rola w badaniach naukowych. Molibden jest dziś bardzo obfity w oceanie, ale w dawnych czasach był go znacznie mniej. To pozwala mu służyć jako doskonały wskaźnik starożytnej chemii oceanicznej. Na przykład naukowcy z dziedziny biogeologii badają ilość molibdenu w starożytnych skałach, aby pomóc oszacować, ile tlenu mogło być obecne w oceanie i / lub atmosferze w pewnym okresie czasu.
Kilka lat temu naukowcy z University of California w Riverside podejrzewali, że niedobory tlenu i molibdenu mogły być przyczyną poważnego opóźnienia w ewolucji. Wiedzieli, że około 2,4 miliarda lat temu nastąpił wzrost tlenu na powierzchni Ziemi i że tlen był w stanie dotrzeć do powierzchni oceanu w celu wsparcia mikroorganizmów. Różnorodność żywych organizmów pozostała jednak bardzo niska. W rzeczywistości zwierzęta pojawiły się dopiero prawie 2 miliardy lat później - lub około 600 milionów lat temu - zgodnie z komunikatem prasowym badania w Science Daily.
Pozbawione molibdenu bakterie nie mogą przekształcić azotu w formę przydatną dla żywych organizmów. A jeśli bakterie nie potrafią wystarczająco szybko przekształcić azotu, to eukarionty nie mogą się rozwijać, ponieważ te jednokomórkowe formy życia nie są w stanie samodzielnie przekształcać azotu, jak podaje Science Daily.
W ramach badań opublikowanych w czasopiśmie Nature naukowcy zmierzyli poziomy molibdenu w czarnych łupkach, rodzaju skały osadowej bogatej w materię organiczną i często znajdującej się głęboko w oceanie. Pomogło im to oszacować, ile molibdenu mogło zostać rozpuszczone w wodzie morskiej, w której utworzył się osad.
Rzeczywiście, naukowcy znaleźli mocne dowody na to, że oceanowi w tym czasie brakowało ważnego molibdenu. Miałoby to negatywny wpływ na ewolucję wczesnych eukariontów, które zdaniem naukowców dały początek wszystkim zwierzętom (w tym ludziom), roślinom, grzybom i jednokomórkowym zwierzętom, takim jak protisty.
