Факты о молибдене

Он извлекается в качестве побочного продукта 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.
Кредит: bonchan | Shutterstock
Молибден – это серебристо-белый металл, который пластичен и обладает 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.

Являясь транзисторным металлом, молибден легко образует соединения с другими элементами. Молибден содержит 1,2 части на миллион (ppm) земной коры по весу, но он не встречается в природе в свободном виде. Основной молибденовой рудой является молибденит (дисульфид молибдена), но также может быть обнаружен в вульфените (молибдат свинца) и пауэллите (молибдат кальция).

Он извлекается в качестве побочного продукта 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 (на периодической таблице элементов): Mo
Атомный вес (средняя масса атома): 95,96
Плотность: 10,2 грамма на кубический сантиметр
Фаза при комнатной температуре: Твердое вещество
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, периоды полураспада которых известны с массовыми числами от 86 до 110.
Наиболее распространенные изотопы: Mo-98 (24,1 процента); МО-96 (16,7 процента); МО-95 (15,9 процента); МО-92 (14,8 процента); МО-97 (9,6 процента); Mo-100 (9,6 процента); Мо-94 (9,2 процента).

Открытие
Мягкий черный минерал молибденит (сульфид молибдена) часто принимали за графит или свинцовую руду до 1778 года, когда анализ, проведенный немецким химиком Карлом Шееле, показал, что это не одно из этих веществ, а на самом деле совершенно новый элемент. Но поскольку у Шееле не было подходящей печи для восстановления белого твердого вещества до металла, все равно прошло несколько лет, прежде чем элемент был фактически идентифицирован. На самом деле, Шееле позже стал известен как «невезучий Шееле», потому что он сделал ряд химических открытий, в том числе в области кислорода, но заслуга всегда отдавалась кому-то другому.

В течение следующих нескольких лет ученые продолжали предполагать, что молибденит содержит новый элемент, но его все еще оказалось очень трудно идентифицировать, так как никто не смог восстановить его до металла. Однако некоторые исследователи превратили его в оксид, который при добавлении в воду образовал молибдиновую кислоту, но сам металл оставался неуловимым.

В конце концов, шведский химик Петер Якоб Хьельм измельчил молибдовую кислоту с углеродом в льняном масле для получения пасты. Паста обеспечивала тесный контакт между углеродом и молибденитом. Затем Хьельм нагревал смесь в закрытом тигле для получения металла, который он затем назвал молибденом, в честь греческого слова «молибдос», означающего свинец. О новом элементе было объявлено осенью 1781 года, сообщает Королевское химическое общество.

Использует
Большая часть товарного молибдена используется в производстве сплавов, где его добавляют для повышения твердости, прочности, электропроводности и устойчивости к износу и коррозии.

Небольшое количество молибдена можно найти в самых разных продуктах: ракетах, деталях двигателей, дрелях, пильных полотнах, нитях электронагревателей, присадках к смазочным материалам, чернилах для печатных плат и защитных покрытиях в котлах. Он также используется в качестве катализатора в нефтяной промышленности. Молибден производится и продается в виде порошка серого цвета, и многие из его продуктов образуются путем сжатия порошка под чрезвычайно высоким давлением, согласно данным Королевского химического общества.

Благодаря высокой температуре плавления молибден невероятно хорошо работает при очень высоких температурах. Это особенно полезно для продуктов, которые должны оставаться смазанными при таких экстремальных температурах. Таким образом, в тех случаях, когда некоторые смазочные материалы и масла могут разлагаться или загораться, смазочные материалы с сульфидами молибдена могут выдерживать нагрев и при этом поддерживать движение.

Кто знал?
Молибден является 54-м по распространенности элементом в земной коре.
Атом молибдена имеет вдвое меньший атомный вес и плотность, чем вольфрам. Из-за этого молибден часто заменяет вольфрам в стальных сплавах, обеспечивая тот же металлургический эффект при вдвое меньшем количестве 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 своей 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 Hastelloys - запатентованных сплавах, которые обладают высокой устойчивостью к нагреванию и коррозии, а также к химическим растворам.

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

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

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

Молибден обладает уникальным свойством, заключающимся в том, что он менее растворим в кислых почвах и более растворим в щелочных почвах (как правило, это наоборот для других микроэлементов). Таким образом, доступность молибдена для растений довольно чувствительна к pH и условиям дренажа. По данным Lenntech, в щелочных почвах, например, некоторые растения могут содержать до 500 ppm молибдена. Напротив, другие земли бесплодны из-за недостатка молибдена в почве.

Необходим 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 помочь оценить, сколько кислорода могло присутствовать в океане и/или атмосфере в течение определенного периода времени.

Несколько лет назад исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде подозревали, что нехватка кислорода и молибдена могла быть причиной серьезного отставания в эволюции. Они знали, что около 2,4 миллиарда лет назад на поверхности Земли наблюдалось увеличение количества кислорода и что кислород смог достичь поверхности океана для поддержания микроорганизмов. Однако разнообразие живых организмов оставалось очень низким. На самом деле, животные появились почти 2 миллиарда лет спустя, или около 600 миллионов лет назад, согласно пресс-релизу исследования в Science Daily.

Лишившись 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 могут преобразовывать азот самостоятельно.

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

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