Molibdēns ir sudrabaini balts metāls, kas ir kaļams un ļoti izturīgs pret koroziju. Tam ir viens no augstākajiem visu tīro elementu kušanas punktiem - tikai tantala un volframa kušanas temperatūras ir augstākas. Molibdēns ir arī mikroelementi, kas nepieciešami dzīvībai.
Molibdēns kā pārejas metāls viegli veido savienojumus ar citiem elementiem. Molibdēns satur 1,2 miljonas daļas (ppm) Zemes garozas pēc svara, taču dabā tas nav sastopams. Galvenā molibdēna rūda ir molibdenīts (molibdēna disulfīds), bet to var atrast arī wulfenīta (svina molibdāts) un pulellīta (kalcija molibdāta) sastāvā.
To reģenerē kā vara vai volframa ieguves blakusproduktu. Molibdēna ieguve galvenokārt notiek Amerikas Savienotajās Valstīs, Ķīnā, Čīlē un Peru. Saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības (RSC) datiem pasaulē saražo aptuveni 200 000 tonnu gadā.
Tikai fakti
- Atomu skaits (protonu skaits kodolā): 42
- Atomu simbols (uz elementu periodiskās tabulas): Mo
- Atomsvars (vidējā atoma masa): 95,96
- Blīvums: 10,2 grami uz kubikcentimetru
- Fāze istabas temperatūrā: cieta
- Kušanas temperatūra: 4753 grādi pēc Fārenheita (2623 grādi pēc Celsija)
- Viršanas punkts: 8,382 grādi F (4639 grādi C)
- Izotopu skaits (viena un tā paša elementa atomi ar atšķirīgu neitronu skaitu): 24, kuru pusperiodi ir zināmi ar masu skaitu no 86 līdz 110.
- Visizplatītākie izotopi: Mo-98 (24,1 procents); Mo-96 (16,7 procenti); Mo-95 (15,9 procenti); Mo-92 (14,8 procenti); Mo-97 (9,6 procenti); Mo-100 (9,6 procenti); Mo-94 (9,2 procenti).
Atklājums
Līdz 1778. gadam mīkstais melnais minerālais molibdenīts (molibdēna sulfīds) bieži tika sajaukts ar grafītu vai svina rūdu, kad vācu ķīmiķa Karla Šēēles veiktā analīze atklāja, ka tā nav neviena no šīm vielām un faktiski ir pilnīgi jauns elements. Bet, tā kā Šēdelei nebija piemērotas krāsns, lai reducētu balto cietvielu līdz metālam, saskaņā ar Chemicool teikto vēl būs vajadzīgi daži gadi, pirms elements faktiski tika identificēts. Faktiski Šēdele vēlāk kļuva pazīstama kā “smagā veiksme Šēlele”, jo viņš veica vairākus ķīmiskus atklājumus - ieskaitot skābekli -, bet kredīts vienmēr tika piešķirts kādam citam.
Dažus nākamos gadus zinātnieki turpināja domāt, ka molibdenīts satur jaunu elementu, taču to joprojām bija ļoti grūti identificēt, jo neviens to nebija spējis samazināt par metālu. Daži pētnieki to tomēr pārveidoja par oksīdu, pie kura, pievienojot ūdenim, veidojās molibdīnskābe, bet pats metāls palika nenotverams.
Galu galā zviedru ķīmiķis Pīters Jēkabs Hjelms sasmalcināja molibdīnskābi ar oglekli linsēklu eļļā, veidojot pastu. Pasta ļāva ciešam kontaktam starp oglekli un molibdenītu. Pēc tam Hjelms karsēja maisījumu slēgtā tīģelī, lai iegūtu metālu, kuru viņš pēc grieķu vārda "molybdos" nosauca par molibdēnu, kas nozīmē svinu. Saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības sniegto informāciju jaunais elements tika paziņots 1781. gada rudenī.
Lietojumi
Lielāko daļu komerciālā molibdēna izmanto sakausējumu ražošanā, kur to pievieno, lai palielinātu cietību, stiprību, elektrisko vadītspēju un izturību pret nodilumu un koroziju.
Nelielus molibdēna daudzumus var atrast ļoti dažādos izstrādājumos: raķetēs, motora detaļās, urbjmašīnās, zāģripās, elektrisko sildītāju pavedienos, smērvielu piedevās, tintes shēmas plates un katlu aizsargpārklājumos. To izmanto arī kā katalizatoru naftas rūpniecībā. Molibdēns tiek ražots un pārdots kā pelēks pulveris, un daudzi tā produkti tiek veidoti, saspiežot pulveri ārkārtīgi augstā spiedienā, ziņo Karaliskā ķīmijas biedrība.
Pateicoties augstajai kušanas temperatūrai, molibdēns ļoti neticami labi darbojas ļoti augstā temperatūrā. Tas ir īpaši noderīgi izstrādājumos, kuriem jāpaliek eļļotiem zemākajās temperatūrās. Tātad gadījumos, kad dažas smērvielas un eļļas var sadalīties vai aizdegties, smērvielas ar molibdēna sulfīdiem var rīkoties ar karstumu un joprojām uztur lietas kustībā.
Kurš zināja?
- Molibdēns ir 54. visizplatītākais elements Zemes garozā.
- Molibdēna atomā ir puse no atoma svara un blīvuma kā volframā. Sakarā ar šo molibdēnu tērauda sakausējumos bieži tiek aizstāts volframs, piedāvājot tādu pašu metalurģisko efektu tikai ar pusi mazāk metāla, norāda Encyclopaedia Britannica.
- "Big Bertha", vācu 43 tonnu lielgabals, kas tika izmantots Otrajā pasaules karā, kā būtisku tērauda sastāvdaļu saturēja molibdēnu, nevis dzelzi, jo tam ir daudz augstāka kušanas temperatūra.
- Molibdenīts jeb molibdēna ir mīksts melns minerāls, ko kādreiz izmantoja zīmuļu izgatavošanai. Tika uzskatīts, ka minerāls satur svinu, un to bieži sajauc ar grafītu.
- Molibdenītu izmanto dažos sakausējumos, kuru pamatā ir niķelis, piemēram, Hastelloys - patentētos sakausējumos, kas ir ļoti izturīgi pret karstumu un koroziju, kā arī ķīmiskiem šķīdumiem.
Mikroelements
Molibdēns ir mikroelementi, kas nepieciešami dzīvībai, bet pārāk daudz no tiem ir toksiski.
Molibdēns ir sastopams desmitiem fermentu. Viens no šiem svarīgajiem fermentiem ir nitroāze, kas ļauj atmosfērā absorbēt slāpekli un pārveidot to savienojumos, kas ļauj baktērijām, augiem, dzīvniekiem un cilvēkiem sintezēt un izmantot olbaltumvielas.
Cilvēkiem molibdēna galvenā funkcija ir kalpot par enzīmu katalizatoru un palīdzēt sadalīt aminoskābes organismā, liecina Drweil.com. Augos molibdēns ir būtisks mikroelements, kas nepieciešams slāpekļa fiksācijai un citiem vielmaiņas procesiem.
Molibdēnam ir unikāla kvalitāte - tas mazāk šķīst skābās augsnēs un vairāk šķīst sārmainās augsnēs (parasti tas ir pretējs citiem mikroelementiem). Tāpēc molibdēna pieejamība augiem ir diezgan jutīga pret pH un drenāžas apstākļiem. Piemēram, sārmainās augsnēs dažiem augiem var būt līdz 500 ppm molibdēna, norāda Lenntech. Turpretī citas zemes ir neauglīgas molibdēna trūkuma dēļ augsnē.
Nepieciešams evolūcijai
Vēl viens interesants molibdēna pielietojums ir tā loma zinātniskajos pētījumos. Molibdēns mūsdienās ir ļoti bagātīgs okeānā, bet agrākos laikos tas bija daudz mazāk. Tas ļauj tam kalpot kā lielisks senās okeāna ķīmijas rādītājs. Piemēram, zinātnieki bioģeoloģijas jomā pēta molibdēna daudzumu senajos iežos, lai palīdzētu novērtēt, cik daudz skābekļa noteiktā laika posmā varētu būt okeānā un / vai atmosfērā.
Pirms vairākiem gadiem Kalifornijas universitātes Riversaidas pētniekiem radās aizdomas, ka skābekļa un molibdēna trūkumi varētu būt saistīti ar būtisku evolūcijas kavējumu. Viņi zināja, ka pirms aptuveni 2,4 miljardiem gadu uz Zemes virsmas palielinājās skābeklis un ka skābeklis varēja sasniegt okeāna virsmu, lai atbalstītu mikroorganismus. Tomēr dzīvo organismu daudzveidība joprojām bija ļoti zema. Faktiski dzīvnieki parādījās tikai pēc gandrīz 2 miljardiem gadu vēlāk - vai pirms aptuveni 600 miljoniem gadu -, teikts Science Daily pētījuma preses paziņojumā.
Baktērijas, kurām nav molibdēna, nevar pārveidot slāpekli formā, kas noderīga dzīvām lietām. Un, ja baktērijas nespēj pietiekami ātri pārveidot slāpekli, tad eikarioti nevar attīstīties, jo šīs vienšūnas dzīvības formas pašas nespēj pārveidot slāpekli, raksta Science Daily.
Pētījumam, kas publicēts žurnālā Nature, pētnieki izmērīja molibdēna līmeni melnajā slāneklī - nogulumiežu tipā, kas bagāts ar organiskām vielām un bieži atrodams dziļi okeānā. Tas viņiem palīdzēja novērtēt, cik daudz molibdēna varētu būt izšķīdis jūras ūdenī, kur bija izveidojušies nogulumi.
Patiešām, pētnieki atrada pārliecinošus pierādījumus tam, ka šajā laikā okeānā trūka svarīgā molibdēna. Tas būtu negatīvi ietekmējis agrīno eikariotu attīstību, kuru dēļ zinātnieki uzskata, ka tie ir radījuši visiem dzīvniekiem (ieskaitot cilvēkus), augiem, sēnītēm un vienšūnu dzīvniekiem, piemēram, protistiem.
