Molybdæn er et sølvhvidt metal, der er duktilt og meget modstandsdygtigt mod korrosion. Det har et af de højeste smeltepunkter for alle rene elementer - kun elementerne tantal og wolfram har højere smeltepunkter. Molybdæn er også et mikronæringsstof, der er essentielt for livet.
Som transistionsmetal danner molybdæn let forbindelser med andre elementer. Molybdæn omfatter 1,2 dele pr. Million (ppm) af jordskorpen efter vægt, men den findes ikke fri i naturen. Den vigtigste molybdænmalm er molybdæn (molybdændisulfid), men kan også findes i wulfenit (blymolybdat) og powellit (calciummolybdat).
Det genvindes som et biprodukt fra minedrift af kobber eller wolfram. Molybdæn udvindes primært i USA, Kina, Chile og Peru. Verdensproduktionen er omkring 200.000 tons om året ifølge Royal Society of Chemistry (RSC).
Bare fakta
- Atomnummer (antal protoner i kernen): 42
- Atomisk symbol (på elementernes periodiske tabel): Mo
- Atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 95,96
- Densitet: 10,2 gram pr. Kubikcentimeter
- Fase ved stuetemperatur: Fast
- Smeltepunkt: 4.753 grader Fahrenheit (2.623 grader Celsius)
- Kogepunkt: 8.382 grader F (4.639 grader C)
- Antal isotoper (atomer af det samme element med et andet antal neutroner): 24, hvis halveringstid er kendt med massetal fra 86 til 110.
- Mest almindelige isotoper: 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).
Opdagelse
Den bløde sorte mineralmolybdenit (molybdensulfid) blev ofte forkert med grafit eller blymalm indtil 1778, da en analyse fra den tyske kemiker Carl Scheele afslørede, at den hverken var et af disse stoffer, og faktisk var et helt nyt element. Men da Scheele ikke havde en passende ovn til at reducere det hvide faste stof til metal, ville det stadig være et par år, før elementet faktisk blev identificeret, ifølge Chemicool. Faktisk blev Scheele senere kendt som "hårdt held Scheele", fordi han gjorde en række kemiske opdagelser - inklusive ilt - men æren blev altid givet til en anden.
I de næste par år fortsatte forskere med at antage, at molybdenit indeholdt et nyt element, men det viste sig stadig meget vanskeligt at identificere, da ingen havde været i stand til at reducere det til et metal. Nogle forskere konverterede det imidlertid til et oxid, hvorpå, når det blev tilsat vand, dannet molybdinsyre, men selve metallet forblev undvigende.
Til sidst malede den svenske kemiker Peter Jacob Hjelm molybdinsyre med kulstof i hørfrøolie for at danne en pasta. Pastaen muliggjorde tæt kontakt mellem carbonet og molybdeniten. Hjelm opvarmede derefter blandingen i en lukket digel for at fremstille metallet, som han derefter kaldte molybdæn, efter det græske ord "molybdos", hvilket betyder bly. Det nye element blev annonceret i efteråret 1781 ifølge Royal Society of Chemistry.
Anvendelser
Det meste kommercielle molybdæn bruges til fremstilling af legeringer, hvor det tilsættes for at øge hårdhed, styrke, elektrisk ledningsevne og modstand mod slid og korrosion.
Små mængder molybdæn findes i en lang række produkter: missiler, motordele, bor, savklinger, elektriske varmelegemer, tilsætningsstoffer til smøremiddel, blæk til kredsløbsplader og beskyttelsesbelægning i kedler. Det bruges også som katalysator i olieindustrien. Molybdæn produceres og sælges som et gråt pulver, og mange af dets produkter dannes ved at komprimere pulveret under ekstremt højt tryk, ifølge Royal Society of Chemistry.
På grund af sit høje smeltepunkt fungerer molybdæn utroligt godt under meget høje temperaturer. Det er især nyttigt i produkter, der skal forblive smurt under disse ekstreme temperaturer. Så i tilfælde, hvor nogle smøremidler og olier kan nedbrydes eller komme i brand, kan smøremidler med molybdensulfider håndtere varmen og stadig holde tingene bevæger sig.
Der kan man bare se?
- Molybdæn er det 54. mest almindelige element i jordskorpen.
- Molybdænatom har halvdelen af atomvægten og densiteten som wolfram. På grund af denne molybdæn erstatter ofte wolfram i stållegeringer og tilbyder den samme metallurgiske virkning med kun halvdelen så meget metal, ifølge Encyclopaedia Britannica.
- "Big Bertha", den tyske pistol på 43 ton, der blev brugt i 2. verdenskrig, indeholdt molybdæn, snarere end jern, som en væsentlig bestanddel af dets stål på grund af dets meget højere smeltepunkt.
- Molybdenit eller molybdena er et blødt sort mineral, der engang blev brugt til at fremstille blyanter. Mineralen blev antaget at indeholde bly og blev ofte forvirret for grafit.
- Molybdenit bruges i visse nikkelbaserede legeringer, såsom Hastelloys - patenterede legeringer, der er meget modstandsdygtige over for varme og korrosion og kemiske opløsninger.
Mikronæringsstoffer
Molybdæn er et mikronæringsstof, der er vigtigt for livet, men for meget af det er giftigt.
Molybdæn er til stede i snesevis af enzymer. En af disse vigtige enzymer er nitrogenase, der gør det muligt at optage nitrogen i atmosfæren og omdannes til forbindelser, der tillader bakterier, planter, dyr og mennesker at syntetisere og anvende proteiner.
Hos mennesker er molybdæn hovedfunktion at tjene som en katalysator for enzymer og at hjælpe med at nedbryde aminosyrer i kroppen, ifølge Drweil.com. I planter er molybdæn et essentielt sporelement, der er nødvendigt til nitrogenfiksering og andre metaboliske processer.
Molybdæn har den unikke kvalitet ved at være mindre opløselig i sure jordarter og mere opløselig i alkaliske jordarter (det er typisk det modsatte for andre mikronæringsstoffer). Derfor er molybdænes tilgængelighed for planter ret følsom over for pH og dræningsbetingelser. I alkaliske jordarter kan for eksempel nogle planter have op til 500 ppm molybdæn, ifølge Lenntech. I modsætning hertil er andre lande golde på grund af mangel på molybdæn i jorden.
Nødvendig for evolution
En anden interessant anvendelse af molybdæn er dens rolle i videnskabelig forskning. Molybdæn er meget rigeligt i havet i dag, men det var meget mindre i tidligere tider. Dette giver det mulighed for at fungere som en fremragende indikator for gammel oceanisk kemi. Forskere inden for biogeologi undersøger for eksempel mængden af molybdæn i gamle klipper for at hjælpe med at estimere, hvor meget ilt der kan have været til stede i havet og / eller atmosfæren i en bestemt tidsperiode.
For flere år siden mistænkte forskere fra University of California, Riverside, at mangler i ilt og molybdæn kan have været ansvarlig for en stor forsinkelse i udviklingen. De vidste, at der for omkring 2,4 milliarder år siden var en stigning i ilt på jordoverfladen, og at ilt var i stand til at nå havets overflade for at understøtte mikroorganismer. Dog var mangfoldigheden af levende organismer meget lav. Faktisk dukkede dyr først op næsten 2 milliarder år senere - eller omkring 600 millioner år siden - ifølge pressemeddelelsen fra undersøgelsen i Science Daily.
Når de fratages molybdæn, kan bakterier ikke omdanne kvælstof til en form, der er nyttig til levende ting. Og hvis bakterier ikke kan omdanne nitrogen hurtigt nok, kan eukaryoter ikke trives, fordi disse encellede livsformer ikke er i stand til at omdanne nitrogen alene, ifølge Science Daily.
For undersøgelsen, der blev offentliggjort i tidsskriftet Nature, målte forskerne niveauerne af molybdæn i sort skifer, en type sedimentær sten rig på organisk stof og ofte findes dybt i havet. Dette hjalp dem med at estimere, hvor meget molybdæn der måske er blevet opløst i det havvand, hvor sedimentet var dannet.
Faktisk fandt forskerne stærke bevis for, at havet på dette tidspunkt havde manglet vigtigt molybdæn. Dette ville have haft en negativ indflydelse på udviklingen af tidlige eukaryoter, som forskerne mener gav anledning til alle dyr (inklusive mennesker), planter, svampe og encellede dyr som protister.
