Molibdenas yra sidabriškai baltas metalas, kuris yra elastingas ir labai atsparus korozijai. Jis turi vieną aukščiausių visų grynų elementų lydymosi taškų - aukštesni lydymosi taškai yra tik tantalo ir volframo elementuose. Molibdenas taip pat yra gyvybiškai svarbus mikroelementas.
Būdamas tranzitinis metalas, molibdenas lengvai sudaro junginius su kitais elementais. Molibdenas sudaro 1,2 milijono dalių (ppm) žemės plutos svorio, tačiau gamtoje jo nėra. Pagrindinė molibdeno rūda yra molibdenitas (molibdeno disulfidas), tačiau taip pat jo galima rasti wulfenite (švino molibdatas) ir Powellite (kalcio molibdate).
Jis gaunamas kaip šalutinis vario ar volframo gavybos produktas. Molibdenas išgaunamas daugiausia JAV, Kinijoje, Čilėje ir Peru. Karališkosios chemijos draugijos (RSC) duomenimis, pasaulyje pagaminama apie 200 000 tonų per metus.
Tiesiog faktai
- Atominis skaičius (protonų skaičius branduolyje): 42
- Atominis simbolis (ant elementų periodinės lentelės): Mo
- Atomo masė (vidutinė atomo masė): 95,96
- Tankis: 10,2 gramo kubiniame centimetre
- Fazė kambario temperatūroje: kieta
- Lydymosi temperatūra: 4753 laipsniai pagal Farenheitą (2623 laipsniai šilumos).
- Virimo temperatūra: 8 382 laipsniai F (4639 laipsniai C)
- Izotopų (to paties elemento atomų su skirtingu neutronų skaičiumi) skaičius: 24, kurių pusinės eliminacijos laikas yra žinomas su masių skaičiumi nuo 86 iki 110.
- Dažniausi izotopai: Mo-98 (24,1 proc.); Mo-96 (16,7 proc.); Mo-95 (15,9 proc.); Mo-92 (14,8 proc.); Mo-97 (9,6 proc.); „Mo-100“ (9,6 proc.); „Mo-94“ (9,2 proc.).
Atradimas
Minkštas juodas mineralinis molibdenitas (molibdeno sulfidas) dažnai buvo klaidinamas dėl grafito ar švino rūdos iki 1778 m., Kai vokiečių chemiko Carlo Scheele'o analizė atskleidė, kad tai nebuvo nė viena iš šių medžiagų, o iš tikrųjų buvo visiškai naujas elementas. Bet kadangi „Scheele“ neturėjo tinkamos krosnies, leidžiančios baltą kietą medžiagą paversti metalu, „Chemicool“ teigimu, vis tiek praeis keleri metai, kol elementas bus iš tikrųjų identifikuotas. Tiesą sakant, Scheele vėliau tapo žinomas kaip „sunkioji sėkmė Scheele“, nes jis padarė daugybę cheminių atradimų, įskaitant deguonį, tačiau kreditas visada buvo suteikiamas kam nors kitam.
Kitus kelerius metus mokslininkai laikėsi nuomonės, kad molibdenitas turi naują elementą, tačiau jį vis tiek buvo sunku identifikuoti, nes niekas nesugebėjo jo paversti metalu. Kai kurie tyrinėtojai jį pavertė oksidu, tačiau, įpylus vandens, susidarė molibdino rūgštis, tačiau pats metalas liko sunkiai tiriamas.
Galų gale švedų chemikas Peteris Jacobas Hjelmas sumalė molibdino rūgštį su anglimi linų sėmenų aliejuje, kad susidarytų pasta. Pasta leido palaikyti glaudų ryšį tarp anglies ir molibdenito. Tada Hjelmas kaitino mišinį uždarame tiglyje, kad gautųsi metalas, kurį jis vėliau pavadino molibdenu, po graikiško žodžio „molybdos“, reiškiančio šviną. Pasak Karališkosios chemijos draugijos, naujas elementas buvo paskelbtas 1781 m. Rudenį.
Panaudojimas
Dauguma komercinių molibdeno yra naudojama lydinių gamyboje, kur jie pridedami siekiant padidinti kietumą, stiprumą, elektros laidumą ir atsparumą dilimui bei korozijai.
Nedidelius molibdeno kiekius galima rasti įvairiuose gaminiuose: raketose, variklio dalyse, grąžtuose, pjūklų geležtėse, elektrinių šildytuvų siūluose, tepalų prieduose, rašaluose plokštėms ir apsauginėse dangose katiluose. Jis taip pat naudojamas kaip katalizatorius naftos pramonėje. Pasak Karališkosios chemijos draugijos, molibdenas gaminamas ir parduodamas kaip pilki milteliai, o daugelis jo produktų susidaro suspaudžiant miltelius esant ypač aukštam slėgiui.
Dėl aukštos lydymosi temperatūros, molibdenas puikiai veikia net esant labai aukštai temperatūrai. Tai ypač naudinga gaminiuose, kuriuos reikia tepti tokiomis ekstremaliomis temperatūromis. Taigi tais atvejais, kai kai kurie tepalai ir alyvos gali suskaidyti ar užsidegti, tepalai su molibdeno sulfidais gali sulaikyti šilumą ir vis tiek išlaikyti daiktų judesį.
Kas žinojo?
- Molibdenas yra 54-asis dažniausias žemės plutos elementas.
- Molibdeno atomo atominė masė ir tankis yra pusė volframo. Dėl šios priežasties molibdenas dažnai pakeičia volframą plieno lydiniuose, suteikdamas tą patį metalurgijos efektą, turėdamas tik pusę metalo, praneša „Encyclopaedia Britannica“.
- Antrajame pasauliniame kare panaudotame 43 tonų vokiškame pistolete „Didžioji Berta“ dėl svarbesnio plieno komponentų buvo molibdenas, o ne geležis, nes jo daug lydymosi temperatūra.
- Molibdenitas arba molibdenas yra minkštas juodas mineralas, kadaise naudojamas pieštukams gaminti. Manoma, kad mineralas turi švino ir dažnai buvo painiojamas su grafitu.
- Molibdenitas naudojamas tam tikruose nikelio pagrindu pagamintuose lydiniuose, tokiuose kaip „Hastelloys“ - patentuoti lydiniai, kurie yra labai atsparūs karščiui ir korozijai bei cheminiams tirpalams.
Mikroelementai
Molibdenas yra gyvybiškai svarbus mikroelementas, tačiau per didelis jo kiekis yra toksiškas.
Molibdeno yra dešimtyje fermentų. Vienas iš šių svarbių fermentų yra azotazė, leidžianti absorbuoti azotą atmosferoje ir paversti junginiais, leidžiančiais bakterijoms, augalams, gyvūnams ir žmonėms sintetinti ir panaudoti baltymus.
Kaip praneša Drweil.com, žmonėms molibdeno pagrindinė funkcija yra tarnauti kaip fermentų katalizatorius ir padėti skaidyti aminorūgštis organizme. Augaluose molibdenas yra būtinas mikroelementas, būtinas azoto fiksacijai ir kitiems medžiagų apykaitos procesams.
Molibdenas pasižymi unikalia savybe, nes mažiau tirpsta rūgščiuose dirvožemiuose ir geriau tirpsta šarminiuose dirvožemiuose (kitiems mikroelementams tai paprastai yra priešingai). Todėl molibdenas augalams yra gana jautrus pH ir drenažo sąlygoms. Pvz., „Lenntech“ duomenimis, kai kuriuose augaluose, pavyzdžiui, šarminiuose dirvožemiuose gali būti iki 500 ppm molibdeno. Kitos žemės yra atvirkščiai, nes dirvožemyje nėra molibdeno.
Būtinas evoliucijai
Kitas įdomus molibdeno panaudojimas yra jo vaidmuo moksliniuose tyrimuose. Šiandien molibdeno labai gausu vandenyne, tačiau praeityje tai buvo daug mažiau. Tai leidžia tai naudoti kaip puikų senovės vandenynų chemijos rodiklį. Pavyzdžiui, biogeologijos srities mokslininkai tiria molibdeno kiekį senovės uolienose, kad padėtų įvertinti, kiek deguonies tam tikru laikotarpiu galėjo būti vandenyne ir (arba) atmosferoje.
Prieš keletą metų Kalifornijos universiteto Riverside tyrėjai įtarė, kad deguonies ir molibdeno trūkumai galėjo lemti didelį evoliucijos atsilikimą. Jie žinojo, kad prieš maždaug 2,4 milijardo metų Žemės paviršiuje padaugėjo deguonies ir kad deguonis sugebėjo pasiekti vandenyno paviršių palaikyti mikroorganizmus. Tačiau gyvųjų organizmų įvairovė išliko labai maža. Iš tikrųjų, remiantis „Science Daily“ pranešimu spaudai, gyvūnai atsirado tik po beveik 2 milijardų metų - arba prieš maždaug 600 milijonų metų.
Netekusios molibdeno, bakterijos negali paversti azoto forma, kuri būtų naudinga gyviems dalykams. Ir jei bakterijos negali pakankamai greitai konvertuoti azoto, tada eukariotai negali klestėti, nes šios vienaląsčios gyvybės formos pačios nesugeba paversti azoto, teigia „Science Daily“.
Tyrimui, paskelbtam žurnale „Nature“, tyrėjai išmatavo molibdeno kiekį juodojo skalūno - nuosėdinių uolienų, turinčių daug organinių medžiagų ir dažnai randamų giliai vandenyne, - lygiu. Tai jiems padėjo įvertinti, kiek molibdeno galėjo būti ištirpinta jūros vandenyje, kur susidarė nuosėdos.
Iš tiesų, tyrėjai rado svarių įrodymų, kad šiuo metu vandenyne trūko svarbaus molibdeno. Tai turėjo neigiamos įtakos ankstyvųjų eukariotų evoliucijai, kurie, mokslininkų manymu, sukėlė visus gyvūnus (įskaitant žmones), augalus, grybelius ir vienaląsčius gyvūnus, tokius kaip protistai.
