Факты о молибдене

Он извлекается как побочный продукт добычи меди или вольфрама. Молибден добывается в основном в США, Китае, Чили и Перу. Мировое производство составляет около 200 000 тонн в год, по данным Королевского химического общества (RSC). 

Факты о молибдене
Молибденит является основным источником молибдена.
Источник: bonchan | Shutterstock
Молибден – серебристо-белый металл, пластичный и обладающий высокой устойчивостью к коррозии. Он имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех чистых элементов — только элементы тантал и вольфрам имеют более высокую температуру плавления. Молибден также является микроэлементом, необходимым для жизни.

Как транзиционный металл, молибден легко образует соединения с другими элементами. Молибден составляет 1,2 части на миллион (ppm) земной коры по весу, но в природе он не встречается. Основной молибденовой рудой является молибденит (дисульфид молибдена), но также можно найти в вульфените (молибдат свинца) и пауэллите (молибдат кальция). 

Он извлекается как побочный продукт добычи меди или вольфрама. Молибден добывается в основном в США, Китае, Чили и Перу. Мировое производство составляет около 200 000 тонн в год, по данным Королевского химического общества (RSC). 

Только факты
Атомный номер (количество протонов в ядре): 42
Атомный символ (в периодической таблице элементов): Mo
Атомный вес (средняя масса атома): 95,96
Плотность: 10,2 грамма на кубический сантиметр
Фаза при комнатной температуре: Твердая
Температура плавления: 4 753 градуса по Фаренгейту (2 623 градуса по Цельсию)
Температура кипения: 8 382 градуса F (4 639 градусов C)
Число изотопов (атомов одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 24, период полураспада которых известен с массовыми числами от 86 до 110.
Наиболее распространенные изотопы: Mo-98 (24,1%); Мо-96 (16,7 процента); Мо-95 (15,9%); Мо-92 (14,8 процента); Мо-97 (9,6 процента); Мо-100 (9,6%); Мо-94 (9,2 процента).

Открытие
Мягкий черный минерал молибденит (сульфид молибдена) часто путали с графитом или свинцовой рудой до 1778 года, когда анализ, проведенный немецким химиком Карлом Шееле, показал, что он не является ни одним из этих веществ, а на самом деле является совершенно новым элементом. Но поскольку у Шееле не было подходящей печи для превращения белого твердого тела в металл, пройдет еще несколько лет, прежде чем элемент будет фактически идентифицирован. На самом деле, Шееле позже стал известен как «невезучий Шееле», потому что он сделал ряд химических открытий, в том числе кислорода, но заслуга всегда приписывалась кому-то другому.

В течение следующих нескольких лет ученые продолжали предполагать, что молибденит содержит новый элемент, но его все равно оказалось очень трудно идентифицировать, так как никто не мог восстановить его до металла. Некоторые исследователи, однако, превратили его в оксид, на котором при добавлении в воду образовывалась молибдиновая кислота, но сам металл оставался неуловимым.

В конце концов, шведский химик Питер Якоб Хьельм измельчил молибдиновую кислоту с углеродом в льняном масле, чтобы сформировать пасту. Паста обеспечивала тесный контакт между углеродом и молибденитом. Затем Хьельм нагрел смесь в закрытом тигле, чтобы получить металл, который он назвал молибденом, от греческого слова «молибдос», означающего свинец. О новом элементе было объявлено осенью 1781 года, согласно Королевскому химическому обществу.

Использует
Чаще всего технический молибден используется в производстве сплавов, куда его добавляют для повышения твердости, прочности, электропроводности и стойкости к износу и коррозии. 

Небольшое количество молибдена можно встретить в самых разнообразных продуктах: ракетах, деталях двигателей, дрелях, пильных дисках, нитях накаливания электронагревателей, смазочных добавках, чернилах для печатных плат и защитных покрытиях в котлах. Он также используется в качестве катализатора в нефтяной промышленности. Молибден производится и продается в виде серого порошка, и многие из его продуктов образуются путем сжатия порошка под чрезвычайно высоким давлением, по данным Королевского химического общества. 

Благодаря высокой температуре плавления молибден невероятно хорошо работает при очень высоких температурах. Это особенно полезно в продуктах, которые должны оставаться смазочными при таких экстремальных температурах. Таким образом, в тех случаях, когда некоторые смазочные материалы и масла могут разложиться или загореться, смазочные материалы с сульфидами молибдена могут выдерживать тепло и при этом поддерживать работу.

Кто бы мог подумать?
Молибден является 54-м по распространенности элементом в земной коре.
Атом молибдена имеет в два раза меньший атомный вес и плотность, чем вольфрам. Из-за этого молибден часто заменяет вольфрам в стальных сплавах, обеспечивая тот же металлургический эффект только с вдвое меньшим количеством металла, согласно Британской энциклопедии.
«Большая Берта», немецкая 43-тонная пушка, использовавшаяся во время Второй мировой войны, содержала молибден, а не железо, в качестве важного компонента стали, из-за гораздо более высокой температуры плавления.
Молибденит, или молибден, - это мягкий черный минерал, который когда-то использовался для изготовления карандашей. Считалось, что минерал содержит свинец, и его часто путали с графитом.
Молибденит используется в некоторых сплавах на основе никеля, таких как сплавы Хастеллоя - запатентованные сплавы, обладающие высокой устойчивостью к нагреву, коррозии и химическим растворам.

Микронутриент
Молибден является микроэлементом, необходимым для жизни, но его слишком много токсично. 

Молибден присутствует в десятках ферментов. Одним из таких важных ферментов является нитрогеназа, которая позволяет азоту в атмосфере поглощаться и превращаться в соединения, которые позволяют бактериям, растениям, животным и людям синтезировать и утилизировать белки. 

По словам Drweil.com, основная функция молибдена у человека заключается в том, чтобы служить катализатором для ферментов и помогать расщеплять аминокислоты в организме. В растениях молибден является важным микроэлементом, необходимым для фиксации азота и других обменных процессов. 

Молибден обладает уникальным свойством: он менее растворим в кислых почвах и лучше растворяется в щелочных почвах (обычно для других микроэлементов все наоборот). Поэтому доступность молибдена для растений достаточно чувствительна к рН и условиям дренажа. В щелочных почвах, например, некоторые растения могут содержать до 500 ppm молибдена. Напротив, другие земли бесплодны из-за недостатка молибдена в почве.

Необходимо для эволюции
Еще одним интересным применением молибдена является его роль в научных исследованиях. Молибден очень распространен в океане сегодня, но в прошлые времена его было гораздо меньше. Это позволяет ему служить отличным индикатором древней океанической химии. Ученые в области биогеологии, например, изучают количество молибдена в древних породах, чтобы оценить, сколько кислорода могло присутствовать в океане и/или атмосфере в течение определенного периода времени.

Несколько лет назад исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде предположили, что дефицит кислорода и молибдена, возможно, был ответственен за значительное отставание в эволюции. Они знали, что около 2,4 миллиарда лет назад на поверхности Земли увеличилось количество кислорода, и что кислород смог достичь поверхности океана для поддержания жизни микроорганизмов. Однако разнообразие живых организмов оставалось очень низким. На самом деле, животные появились только почти 2 миллиарда лет спустя, или около 600 миллионов лет назад, согласно пресс-релизу исследования, опубликованному в Science Daily.

Лишенные молибдена бактерии не могут преобразовывать азот в полезную для живых существ форму. И если бактерии не могут преобразовывать азот достаточно быстро, то эукариоты не могут процветать, потому что эти одноклеточные формы жизни не способны преобразовывать азот самостоятельно.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые измерили уровень молибдена в черном сланце, типе осадочной породы, богатой органическими веществами и часто находящейся глубоко в океане. Это помогло им оценить, сколько молибдена могло быть растворено в морской воде, где образовался осадок. 

Действительно, исследователи обнаружили убедительные доказательства того, что океан в это время испытывал недостаток в важном молибдене. Это оказало бы негативное влияние на эволюцию ранних эукариот, которые, по мнению ученых, дали начало всем животным (включая человека), растениям, грибам и одноклеточным животным, таким как протисты.