Molybdén je strieborne biely kov, ktorý je ťažný a vysoko odolný proti korózii. Má jeden z najvyšších bodov topenia všetkých čistých prvkov - iba prvky tantal a volfrám majú vyššie teploty topenia. Molybdén je tiež mikronutrient nevyhnutný pre život.
Ako transistiónový kov molybdén ľahko tvorí zlúčeniny s inými prvkami. Molybdén obsahuje 1,2 hmotnostných dielov na milión (ppm) zemskej kôry, ale v prírode sa nenachádza voľný. Hlavnou rudou molybdénu je molybdenit (disulfid molybdénu), ale nachádza sa aj vo wulfenite (molybdenan olovnatý) a prášok (molybdenan vápenatý).
Získava sa ako vedľajší produkt pri ťažbe medi alebo volfrámu. Ťažba molybdénu sa uskutočňuje predovšetkým v Spojených štátoch, Číne, Čile a Peru. Podľa Royal Society of Chemistry (RSC) je svetová produkcia okolo 200 000 ton ročne.
Len fakty
- Atómové číslo (počet protónov v jadre): 42
- Atómový symbol (v periodickej tabuľke prvkov): Mo
- Atómová hmotnosť (priemerná hmotnosť atómu): 95,96
- Hustota: 10,2 gramov na kubický centimeter
- Fáza pri izbovej teplote: tuhá látka
- Teplota topenia: 4 753 stupňov Fahrenheita (2 623 stupňov Celzia)
- Teplota varu: 8 382 ° F (4 639 ° C)
- Počet izotopov (atómy toho istého prvku s rôznym počtom neutrónov): 24, ktorých polčasy sú známe s hmotnostnými číslami od 86 do 110.
- Najbežnejšie izotopy: Mo-98 (24,1%); Mo-96 (16,7%); Mo-95 (15,9%); Mo-92 (14,8%); Mo-97 (9,6%); Mo-100 (9,6%); Mo-94 (9,2%).
Objav
Mäkký čierny minerálny molybdenit (sulfid molybdénu) sa často mýlil s grafitom alebo olovnatou rudou až do roku 1778, keď analýza nemeckého chemika Carla Scheeleho odhalila, že to nie je ani jedna z týchto látok, a v skutočnosti to bol úplne nový prvok. Ale pretože Scheele nemala vhodnú pec na redukciu bielej tuhej látky na kov, podľa Chemicoolu by to ešte trvalo niekoľko rokov, kým by sa prvok skutočne identifikoval. V skutočnosti sa Scheele neskôr stal známym ako „Scheele s veľkým šťastím“, pretože urobil množstvo chemických objavov - vrátane kyslíka -, ale zásluhy sa vždy dali niekomu inému.
V nasledujúcich rokoch vedci naďalej predpokladali, že molybdenit obsahuje nový prvok, ale stále je veľmi ťažké ho identifikovať, pretože ho nikto nedokázal zredukovať na kov. Niektorí vedci ju premenili na oxid, pri ktorom po pridaní do vody vytvorili kyselinu molybdénovú, ale samotný kov zostal nepolapiteľný.
Nakoniec švédsky chemik Peter Jacob Hjelm rozomelel kyselinu molybdovú na uhlí v ľanovom oleji, aby vytvoril pastu. Pasta umožňovala tesný kontakt medzi uhlíkom a molybdenitom. Hjelm potom zahrial zmes v uzavretom tégliku na výrobu kovu, ktorý potom pomenoval molybdén, po gréckom slove „molybdos“, čo znamená olovo. Nový prvok bol ohlásený na jeseň roku 1781 podľa Kráľovskej chemickej spoločnosti.
Použitie
Väčšina komerčného molybdénu sa používa pri výrobe zliatin, kde sa pridáva na zvýšenie tvrdosti, pevnosti, elektrickej vodivosti a odolnosti proti opotrebeniu a korózii.
Malé množstvo molybdénu je možné nájsť v širokej škále výrobkov: riadené strely, časti motorov, vŕtačky, pílové listy, elektrické ohrievacie vlákna, prísady mazív, atrament pre dosky s plošnými spojmi a ochranné povlaky v bojleroch. Používa sa tiež ako katalyzátor v ropnom priemysle. Molybdén sa vyrába a predáva ako sivý prášok a mnohé z jeho výrobkov sa vyrábajú lisovaním prášku pod extrémne vysokým tlakom, podľa Royal Society of Chemistry.
Vďaka vysokému bodu topenia molybdén pracuje pri veľmi vysokých teplotách neuveriteľne dobre. Je obzvlášť užitočný pri výrobkoch, ktoré musia zostať namazané pri týchto extrémnych teplotách. Takže v prípadoch, keď sa niektoré mazivá a oleje môžu rozložiť alebo vznietiť, môžu mazivá sírou molybdénu zvládnuť teplo a stále udržať veci v pohybe.
Kto vedel?
- Molybdén je 54. najbežnejším prvkom zemskej kôry.
- Atóm molybdénu má polovicu atómovej hmotnosti a hustoty ako volfrám. Z tohto dôvodu molybdén často nahrádza volfrám v oceľových zliatinách a ponúka rovnaký metalurgický účinok iba s polovičným množstvom kovu, podľa Encyclopaedia Britannica.
- „Veľká Bertha“, nemecká 43-tonová pištoľ používaná v druhej svetovej vojne, obsahovala namiesto podstatnej súčasti svojej ocele skôr molybdén ako železo, pretože jeho oveľa vyššia teplota topenia.
- Molybdenit alebo molybdén je mäkký čierny minerál, ktorý sa raz používal na výrobu ceruziek. Má sa za to, že minerál obsahuje olovo a je často zamieňaný s grafitom.
- Molybdenit sa používa v niektorých zliatinách na báze niklu, napríklad v zliatinách patentovaných Hastelloysom, ktoré sú vysoko odolné voči teplu, korózii a chemickým roztokom.
Micronutrient
Molybdén je mikroživina nevyhnutná pre život, ale príliš veľká časť je toxická.
Molybdén je prítomný v desiatkach enzýmov. Jedným z týchto dôležitých enzýmov je dusíkáza, ktorá umožňuje absorbovať dusík v atmosfére a transformovať ho na zlúčeniny, ktoré umožňujú baktériám, rastlinám, zvieratám a ľuďom syntetizovať a využívať proteíny.
Podľa Drweil.com je u ľudí hlavnou funkciou molybdénu ako katalyzátor pre enzýmy a pomoc pri rozklade aminokyselín v tele. V rastlinách je molybdén nevyhnutným stopovým prvkom potrebným na fixáciu fornitrogénu a ďalšie metabolické procesy.
Molybdén má jedinečnú kvalitu, pretože je menej rozpustný v kyslých pôdach a viac rozpustný v alkalických pôdach (pre ostatné mikroživiny je to typicky naopak). Dostupnosť molybdénu pre rastliny je preto dosť citlivá na pH a drenážne podmienky. Napríklad v alkalických pôdach môžu mať niektoré rastliny až 500 ppm molybdénu, podľa Lenntecha. Na rozdiel od toho sú iné krajiny neúrodné kvôli nedostatku molybdénu v pôde.
Potrebný pre vývoj
Ďalším zaujímavým využitím molybdénu je jeho úloha vo vedeckom výskume. Molybdén je dnes v oceáne veľmi hojný, ale v minulosti bol oveľa menší. To mu umožňuje slúžiť ako vynikajúci indikátor starodávnej chémie oceánov. Vedci z oblasti biogeológie napríklad študujú množstvo molybdénu v starých horninách, aby pomohli odhadnúť, koľko kyslíka mohlo byť prítomné v oceáne a / alebo atmosfére v určitom časovom období.
Pred niekoľkými rokmi vedci z Kalifornskej univerzity v Riverside mali podozrenie, že nedostatky v obsahu kyslíka a molybdénu mohli byť príčinou veľkého oneskorenia vývoja. Vedeli, že približne pred 2,4 miliardami rokov sa na zemskom povrchu zvýšil kyslík a že kyslík bol schopný dosiahnuť hladinu oceánu, aby podporil mikroorganizmy. Diverzita živých organizmov však zostala veľmi nízka. V skutočnosti sa zvieratá neobjavili až o takmer 2 miliardy rokov neskôr - alebo približne pred 600 miliónmi rokov - podľa tlačovej správy štúdie Daily Daily.
Ak sú baktérie zbavené molybdénu, nemôžu prevádzať dusík na formu užitočnú pre živé zvieratá. A ak baktérie nedokážu previesť dusík dostatočne rýchlo, potom eukaryoty nemôžu prosperovať, pretože tieto jednobunkové formy života nedokážu konvertovať dusík samy o sebe, podľa Science Daily.
V štúdii uverejnenej v časopise Nature vedci merali hladiny molybdénu v čiernych bridliciach, čo je typ sedimentárnej horniny bohatej na organické látky a ktorá sa často nachádzala hlboko v oceáne. Toto im pomohlo odhadnúť, koľko molybdénu mohlo byť rozpustených v morskej vode, kde sa vytvoril sediment.
Vedci skutočne našli silné dôkazy o tom, že oceán v tejto dobe chýba dôležitý molybdén. To by malo negatívny vplyv na vývoj skorých eukaryot, o ktorých sa vedci domnievajú, že dali vznik všetkým zvieratám (vrátane ľudí), rastlinám, hubám a zvieratám s jednoduchými bunkami ako protistom.
