Molibdenul este un metal alb argintiu care este ductil și foarte rezistent la coroziune. Are unul dintre cele mai înalte puncte de topire ale tuturor elementelor pure - doar elementele tantalum și tungsten au puncte de topire mai mari. Molibdenul este, de asemenea, un micronutrient esențial pentru viață.
Ca metal de tranziție, molibdenul formează cu ușurință compuși cu alte elemente. Molibdenul cuprinde 1,2 părți pe milion (ppm) de crustă a Pământului în greutate, dar nu se găsește liber în natură. Principalul minereu de molibden este molibdenitul (disulfura de molibden), dar poate fi găsit și în wulfenit (molibdat de plumb) și powellite (molibdat de calciu).
Este recuperat ca un produs secundar al exploatării cuprului sau tungstenului. Molibdenul este extras în principal în Statele Unite, China, Chile și Peru. Producția mondială este în jur de 200.000 de tone pe an, conform Royal Society of Chemistry (RSC).
Doar faptele
- Numărul atomic (numărul protonilor din nucleu): 42
- Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Mo
- Greutatea atomică (masa medie a atomului): 95,96
- Densitate: 10,2 grame pe centimetru cub
- Faza la temperatura camerei: Solid
- Punctul de topire: 4.753 grade Fahrenheit (2.623 grade Celsius)
- Punctul de fierbere: 4.382 grade F (4.639 grade C)
- Număr de izotopi (atomi de același element cu un număr diferit de neutroni): 24 ale căror semivizi sunt cunoscute cu numere de masă de la 86 la 110.
- Cele mai comune izotopi: Mo-98 (24,1 la sută); Mo-96 (16,7 la sută); Mo-95 (15,9 la sută); Mo-92 (14,8 la sută); Mo-97 (9,6 la sută); Mo-100 (9,6 la sută); Mo-94 (9,2 la sută).
Descoperire
Molibdenitul mineral moale negru (sulfura de molibden) a fost adesea confundat cu grafit sau minereu de plumb până în 1778, când o analiză a chimistului german Carl Scheele a relevat că nu este niciuna dintre aceste substanțe și era, de fapt, un element cu totul nou. Dar, deoarece Scheele nu avea un cuptor adecvat pentru a reduce solidul alb la metal, ar fi fost încă câțiva ani până când elementul a fost identificat efectiv, potrivit Chemicool. De fapt, Scheele a devenit mai târziu cunoscut sub numele de "norocul Scheele", deoarece a făcut o serie de descoperiri chimice - inclusiv oxigen -, dar creditul a fost întotdeauna acordat altcuiva.
În următorii câțiva ani, oamenii de știință au continuat să presupună că molibdenita conține un element nou, dar totuși s-a dovedit foarte dificil de identificat, deoarece nimeni nu a fost capabil să-l reducă la un metal. Unii cercetători au transformat-o într-un oxid, cu toate acestea, la adăugarea în apă, a format acid molibdic, dar metalul însuși a rămas evaziv.
În cele din urmă, chimistul suedez Peter Jacob Hjelm a măcinat acidul molibic cu carbon în uleiul de in pentru a forma o pastă. Pasta a permis un contact strâns între carbon și molibdenit. Hjelm a încălzit apoi amestecul într-un creuzet închis pentru a produce metalul, pe care apoi l-a numit molibden, după cuvântul grecesc "molybdos", adică plumb. Noul element a fost anunțat în toamna anului 1781, potrivit Royal Society of Chemistry.
Utilizări
Majoritatea molibdenului comercial este folosită la producerea aliajelor, unde se adaugă pentru a crește duritatea, rezistența, conductivitatea electrică și rezistența la uzură și coroziune.
Cantități mici de molibden pot fi găsite într-o mare varietate de produse: rachete, piese ale motorului, burghie, lame de ferăstrău, filamente de încălzire electrică, aditivi lubrifianți, cerneală pentru plăci de circuit și acoperiri de protecție în cazane. Este, de asemenea, utilizat ca catalizator în industria petrolului. Molibdenul este produs și vândut sub formă de pulbere cenușie, iar multe dintre produsele sale sunt formate prin comprimarea pulberii sub presiune extrem de ridicată, potrivit Royal Society of Chemistry.
Datorită punctului său de topire ridicat, molibdenul funcționează incredibil de bine la temperaturi foarte ridicate. Este deosebit de util în produsele care trebuie să rămână lubrifiate sub aceste temperaturi extreme. Deci, în cazurile în care unii lubrifianți și uleiuri s-ar putea descompune sau prinde foc, lubrifianții cu sulfuri de molibden pot face față căldurii și continuă să se mențină.
Cine stia?
- Molibdenul este cel de-al 54-lea element cel mai frecvent în scoarța terestră.
- Atomul de molibden are jumătate din greutatea și densitatea atomică ca tungsten. Din cauza acestui molibden se înlocuiește adesea tungstenul în aliajele de oțel, oferind același efect metalurgic cu doar jumătate din cantitatea de metal, potrivit Encyclopaedia Britannica.
- „Big Bertha”, arma germană de 43 de tone folosită în al doilea război mondial, conținea molibden, mai degrabă decât fier, ca o componentă esențială a oțelului său, din cauza punctului său de topire mult mai mare.
- Molibdenita, sau molibbdena, este un mineral negru moale, cândva folosit pentru a face creioane. Se considera că mineralul conține plumb și era adesea confuz pentru grafit.
- Molibdenita este folosită în anumite aliaje pe bază de nichel, cum ar fi Hastelloys - aliaje brevetate care sunt foarte rezistente la căldură și coroziune și soluții chimice.
Micronutrienți
Molibdenul este un micronutrient esențial pentru viață, dar prea mult este toxic.
Molibdenul este prezent în zeci de enzime. Una dintre aceste enzime importante este azotaza, care permite preluarea și transformarea azotului din atmosferă în compuși care permit bacteriilor, plantelor, animalelor și oamenilor să sintetizeze și să utilizeze proteinele.
La om, funcția principală a molibdenului este de a servi drept catalizator al enzimelor și de a ajuta la descompunerea aminoacizilor din organism, potrivit Drweil.com. La plante, molibdenul este un oligoelement esențial fixarea fornitrogenului și alte procese metabolice.
Molibdenul are calitatea unică de a fi mai puțin solubil în solurile acide și mai solubil în solurile alcaline (este de obicei opus pentru alți micronutrienți). Prin urmare, disponibilitatea molibdenului pentru plante este destul de sensibilă la pH și la condițiile de drenaj. În solurile alcaline, de exemplu, unele plante pot avea până la 500 ppm de molibden, conform Lenntech. În schimb, alte terenuri sunt sterile din cauza lipsei de molibden în sol.
Necesar pentru evoluție
O altă utilizare interesantă pentru molibden este rolul său în cercetarea științifică. Molibdenul este foarte abundent în ocean astăzi, dar a fost mult mai puțin în trecut. Acest lucru îi permite să servească drept un excelent indicator al chimiei oceanice antice. Oamenii de știință din domeniul biogeologiei, de exemplu, studiază cantitatea de molibden în rocile antice pentru a ajuta la estimarea cât de mult oxigen ar fi putut fi prezent în ocean și / sau atmosferă într-o anumită perioadă de timp.
Cu câțiva ani în urmă, cercetătorii de la Universitatea din California, Riverside, au suspectat că deficiențele de oxigen și molibden pot fi responsabile pentru un decalaj major în evoluție. Știau că în urmă cu aproximativ 2,4 miliarde de ani, a existat o creștere a oxigenului pe suprafața Pământului și că oxigenul a putut ajunge pe suprafața oceanului pentru a sprijini microorganismele. Cu toate acestea, diversitatea organismelor vii a rămas foarte mică. De fapt, animalele nu au apărut decât după aproape 2 miliarde de ani mai târziu - sau în urmă cu aproximativ 600 de milioane de ani - potrivit comunicatului de presă al studiului în Science Daily.
Atunci când sunt private de molibden, bacteriile nu pot converti azotul într-o formă utilă pentru viețuitoare. Și dacă bacteriile nu pot converti suficient de rapid azotul, atunci eucariotele nu pot prospera, deoarece aceste forme de viață unicelulare nu sunt în măsură să transforme azotul singur, potrivit Science Daily.
Pentru studiu, publicat în revista Nature, cercetătorii au măsurat nivelurile de molibden în șisturile negre, un tip de rocă sedimentară bogată în materie organică și adesea găsită adânc în ocean. Acest lucru i-a ajutat să estimeze cât de mult poate fi dizolvat molibdenul în apa de mare unde s-a format sedimentul.
Într-adevăr, cercetătorii au descoperit dovezi puternice conform cărora oceanul în acest moment lipsea de molibden important. Acest lucru ar fi avut un impact negativ asupra evoluției eucariotei timpurii, ceea ce oamenii de știință cred că au dat naștere tuturor animalelor (inclusiv oamenilor), plantelor, ciupercilor și animalelor unicelulare precum protistii.
