Det molybdæn (Mo) er et overgangsmetal, der tilhører gruppe 6, periode 5 i det periodiske system. Har elektronisk konfiguration (Kr) 4d55s1; atomnummer 42 og gennemsnitlig atommasse på 95,94 g / mol. Den præsenterer 7 stabile isotoper: 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo, 98Mo og 100Mo; at være isotopen 98Mo den der er i større andel.
Det er et hvidt metal med sølvfarvet udseende og har kemiske egenskaber svarende til krom. Faktisk er begge metalelementer i samme gruppe, hvor krom er placeret over molybdæn; dvs. molybdæn er tungere og har et højere energiniveau.
Molybdæn findes ikke frit i naturen, men som en del af mineraler, den mest rigelige er molybdenit (MoSto). Derudover er det forbundet med andre svovlholdige mineraler, hvorfra kobber også opnås..
Dens anvendelse steg under første verdenskrig, da den erstattede wolfram, som var knap på grund af dets massive udnyttelse.
Artikelindeks
Molybdæn er kendetegnet ved sin store holdbarhed, korrosionsbestandighed, høje smeltepunkt, er formbar og modstår høje temperaturer. Det betragtes som et ildfast metal, fordi det har et smeltepunkt, der er højere end platin (1.772 ° C)..
Det har også et sæt yderligere egenskaber: bindingsenergien af dets atomer er højt, lavt damptryk, lav termisk ekspansionskoefficient, højt niveau af termisk ledningsevne og lav elektrisk modstand..
Alle disse egenskaber og egenskaber har gjort det muligt for molybdæn at have adskillige anvendelser og anvendelser, hvoraf den mest bemærkelsesværdige er dannelsen af legeringer med stål..
På den anden side er det et væsentligt sporelement for livet. I bakterier og planter er molybdæn en kofaktor til stede i adskillige enzymer, der griber ind i fiksering og anvendelse af nitrogen.
Molybdæn er en kofaktor for aktiviteten af oxotransferaseenzymer, som overfører iltatomer fra vand, mens de overfører to elektroner. Disse enzymer inkluderer primatxanthinoxidase, hvis funktion er at oxidere xanthin til urinsyre..
Det kan fås fra flere fødevarer, herunder følgende: blomkål, spinat, hvidløg, fuldkorn, boghvede, hvedekim, linser, solsikkefrø og mælk.
Molybdæn er ikke isoleret i naturen, så i mange af dets komplekser blev det i gamle tider forvekslet med bly eller kulstof.
I 1778 formåede Carl Wilhelm, en svensk kemiker og farmaceut, at identificere molybdæn som et særskilt element. Wilhelm behandlede molybdenit (MoSto) med salpetersyre og opnåede en sur forbindelse, hvori han identificerede molybdæn.
Senere, i 1782, lykkedes det Peter Jacob Hjelm ved hjælp af Wilhelms syreforbindelse ved reduktion med kulstof at isolere et urent molybdæn.
Hvad er molybdænens krystalstruktur? Dens metalatomer adopterer det kropscentrerede kubiske krystalsystem (bcc) ved atmosfærisk tryk. Ved højere tryk komprimeres molybdænatomer til at danne tættere strukturer, såsom ansigtscentreret kubisk (fcc) og sekskantet (hcp)..
Dens metalliske binding er stærk og falder sammen med det faktum, at den er en af de faste stoffer med det højeste smeltepunkt (2623 ° C). Denne strukturelle styrke skyldes, at molybdæn er rig på elektroner, dets krystallinske struktur er betydeligt tæt, og den er tungere end krom. Disse tre faktorer giver dig mulighed for at styrke legeringerne, som den er en del af.
På den anden side er strukturen af metallisk molybdæn vigtigere end strukturen af dets forbindelser. Molybdæn er karakteriseret ved dets evne til at danne dinuclear (Mo-Mo) eller polynuclear (Mo-Mo-Mo- ···) forbindelser.
Det kan også koordinere med andre molekyler for at danne forbindelser med MoX-formler.4 op til MoX8. Inden for disse forbindelser er tilstedeværelsen af ilt (Mo-O-Mo) eller svovl (Mo-S-Mo) broer almindelig..
Massiv sølvhvid.
2.623 ºC (2.896 K).
4.639 ºC (4.912 K).
32 kJ / mol.
598 kJ / mol.
3,47 Pa ved 3.000 K.
5.5
Molybdænforbindelser er dårligt opløselige i vand. Molybdat ion MoO4-to det er opløseligt.
Det er modstandsdygtigt over for korrosion og er et af de metaller, der bedst modstår saltsyrens virkning.
Det ruster ikke ved stuetemperatur. For at oxidere hurtigt kræver temperaturer højere end 600 ºC.
Elektronkonfigurationen af molybdæn er [Kr] 4d55s1, så den har seks valenselektroner. Afhængigt af hvilket atom det binder til, kan metallet miste alle sine elektroner og have en valens på +6 (VI). For eksempel, hvis det danner bindinger med det elektronegative fluoratom (MoF6).
Det kan dog miste 1 til 5 elektroner. Dermed spænder dens valenser i området fra +1 (I) til +5 (V). Når den kun mister en elektron, forlader den 5-orbitalen, og dens konfiguration forbliver som [Kr] 4d5. De fem elektroner i 4d-orbitalen kræver meget sure medier og elektronlignende arter for at forlade Mo-atomet..
Af de seks valenser, som er de mest almindelige? +4 (IV) og +6 (VI). Mo (IV) har [Kr] 4d-konfigurationto, mens Mo (VI), [Kr].
For Mo4+ Det er ikke klart, hvorfor det er mere stabilt end for eksempel Mo3+ (som med Cr3+). Men for Mo6+ det er muligt at miste disse seks elektroner, fordi ædelgas krypton bliver isoelektronisk.
Nedenfor er en række molybdænchlorider med forskellige valenser eller oxidationstilstande fra (II) til (VI):
-Molybdæn-dichlorid (MoClto). Solid gul.
-Molybdentrichlorid (MoCl3). Solid mørkerød.
-Molybdæn tetrachlorid (MoCl4). Solid sort.
-Molybdæn pentachlorid (MoCl5). Solid mørkegrøn.
-Molybdænhexachlorid (MoCl6). Solid brun.
Molybdæn er et essentielt sporstof for livet, da det er til stede som en kofaktor i mange enzymer. Oxotransferaser bruger molybdæn som en kofaktor for at udføre deres funktion af at overføre ilt fra vand med et par elektroner.
Blandt oxotransferaser er:
Enzymet xanthinoxidase katalyserer det terminale trin i katabolismen af puriner i primater: omdannelsen af xanthin til urinsyre, en forbindelse der derefter udskilles.
Xanthinoxidase har FAD som et coenzym. Derudover er ikke-hæm jern og molybdæn involveret i den katalytiske virkning. Virkningen af enzymet kan beskrives ved følgende kemiske ligning:
Xanthine + HtoO + Oto => Urinsyre + HtoELLERto
Molybdæn fungerer som kofaktor molybdopterin (Mo-co). Xanthinoxidase findes hovedsageligt i leveren og tyndtarmen, men brugen af immunologiske teknikker har gjort det muligt at placere det i brystkirtlerne, skeletmuskulaturen og nyrerne..
Enzymet xanthinoxidase hæmmes af lægemidlet Allopurinol, der anvendes til behandling af gigt. I 2008 begyndte kommercialiseringen af lægemidlet Febuxostat med en bedre præstation i behandlingen af sygdommen.
Enzymet aldehydoxidase er placeret i cellecytoplasmaet og findes både i planteriget og i dyreriget. Enzymet katalyserer oxidationen af aldehydet til carboxylsyre.
Cytochrom P katalyserer også oxidation450 og mellemprodukterne af enzymet monoaminoxidase (MAO).
På grund af sin brede specificitet kan enzymet aldehydoxidase oxidere mange lægemidler og udføre dets funktion primært i leveren. Virkningen af enzymet på aldehydet kan skitseres som følger:
Aldehyd + HtoO + Oto => Carboxylsyre + HtoELLERto
Enzymet sulfitoxidase er involveret i omdannelsen af sulfit til sulfat. Dette er det terminale trin i nedbrydningen af svovlholdige forbindelser. Enzymkatalyseret reaktion finder sted i henhold til følgende skema:
SW3-to + HtoO + 2 (Cytochrom C) oxideret => SO4-to + 2 (Cytochrome C) reduceret + 2 H+
En enzymmangel på grund af en genetisk mutation hos mennesker kan føre til for tidlig død.
Sulfit er en neurotoksisk forbindelse, så en lav aktivitet af enzymet sulfitoxidase kan forårsage psykisk sygdom, mental retardering, mental nedbrydning og i sidste ende død.
Molybdæn er involveret i metabolismen af jern, hvilket letter dets intestinale absorption og dannelsen af erytrocytter. Derudover er det en del af tændernes emalje, og sammen med fluor hjælper det med at forhindre hulrum.
En mangel på molybdænindtag har været forbundet med en højere forekomst af spiserørskræft i regioner i Kina og Iran sammenlignet med regioner i USA med høje niveauer af molybdæn..
Nitratreduktase er et enzym, der opfylder en vital funktion i planter, da det sammen med enzymet nitritreduktase griber ind i transformation af nitrat til ammonium.
Begge enzymer kræver cofaktor (Mo-co) for deres funktion. Reaktionen katalyseret af enzymet nitratreduktase kan skitseres som følger:
Nitrat + elektrondonor + HtoO => Nitrit + Oxideret elektrondonor
Nitratoxidationsreduktionsprocessen forekommer i cytoplasmaet af planteceller. Nitrit, produkt fra den foregående reaktion, overføres til plastiden. Enzymet nitritreduktase virker på nitrit og forårsager ammoniak.
Ammonium bruges til at syntetisere aminosyrer. Derudover bruger planter molybdæn til omdannelse af uorganisk fosfor til organisk fosfor..
Organisk fosfor findes i adskillige biologiske funktionsmolekyler, såsom: ATP, glucose-6-fosfat, nukleinsyrer, pholipider osv..
En molybdænmangel påvirker hovedsageligt gruppen af korsfrugter, bælgfrugter, julestjerner og primula..
Hos blomkål forårsager en molybdænmangel en begrænsning af bladbladets bredde, en reduktion i plantevækst og blomsterdannelse.
-Det er en katalysator til afsvovling af råolie, petrokemiske stoffer og væsker afledt af kul. Katalysatorkomplekset omfatter MoSto fikseret på aluminiumoxid og aktiveret af cobalt og nikkel.
-Molybdat danner et kompleks med vismut til selektiv oxidation af propen, ammonium og luft. Således danner de acrylonitril, acetonitril og andre kemikalier, som er råmaterialer til plast- og fiberindustrien..
Tilsvarende katalyserer jernmolybdat den selektive oxidation af methanol til formaldehyd..
-Molybdæn er involveret i dannelsen af pigmenter. For eksempel dannes molybdæn orange ved co-udfældning af blychromat, blymolybdat og blysulfat..
Dette er et let og stabilt pigment ved forskellige temperaturer, der vises i lyse røde, orange eller rødgule farver. Det bruges til fremstilling af maling og plast samt i gummi og keramiske produkter.
-Molybdat er en korrosionsinhibitor. Natriummolybdat er blevet anvendt som erstatning for kromat for at hæmme korrosionen af hærdet stål i et bredt pH-område..
-Det bruges i vandkølere, klimaanlæg og varmesystemer. Molybdatater bruges også til at hæmme korrosion i hydrauliske systemer og inden for bilteknik. Også pigmenter, der hæmmer korrosion, anvendes i maling..
-Molybdat er på grund af dets egenskaber med højt smeltepunkt, lav termisk ekspansionskoefficient og høj varmeledningsevne beregnet til at producere bånd og tråde, der anvendes af belysningsindustrien.
-Det bruges i halvlederbundkort; inden for kraftelektronik; glas smeltende elektroder; kamre til højtemperaturovne og katoder til belægning af solceller og flade paneler.
-Desuden anvendes molybdat til produktion af smeltedigler til alle de sædvanlige processer inden for safirforarbejdning..
-Molybdæn bruges i legeringer med stål, der tåler høje temperaturer og tryk. Disse legeringer anvendes i byggebranchen og til fremstilling af dele til fly og biler..
-Molybdat, selv i koncentrationer så lave som 2%, giver dets legering med stål en høj modstandsdygtighed over for korrosion..
-Molybdat anvendes i luftfartsindustrien; til fremstilling af LCD-skærme; i vandbehandling og endda ved anvendelse af laserstråle.
-Molybdatdisulfid er i sig selv et godt smøremiddel og giver ekstreme tryktoleranceegenskaber i interaktionen mellem smøremidler og metaller.
Smøremidler danner et krystallinsk lag på overfladen af metaller. Takket være dette reduceres metal-metal-friktion til et minimum, selv ved høje temperaturer..
Endnu ingen kommentarer