A kémia életünk alapja. Minden háztartási cikk a periódusos rendszer elemeinek vegyületeiből áll. Az emberi testben minden percben összetett átalakulások mennek végbe, amelyekben vegyi anyagok vesznek részt. Ebben a cikkben egy olyan fémről lesz szó, mint a molibdén: felhasználási helye, tulajdonságai és szerepe az emberi szervezetben.
Mélyen a történelembe
A molibdént tartalmazó ásványokat az ókori Görögországban ismerték. Ezek a természetes vegyületek a grafithoz hasonló szerkezettel rendelkeztek. Ezért gyakran használták velük együtt potenciális ügyfelek létrehozására. A molibdenit MoS₂ papírra írva szürkés-zöld árnyalatú volt. Jellegzetes ragyogása miatt a molibdaena nevet kapta – „mint az ólom”.
Karl Wilhelm Scheele végzett kutatást, aminek köszönhetően MoO₃-trioxidot szintetizált, de megfelelő kemence hiányában nem tudta a fémet tiszta formájában elkülöníteni. Jöns Jakob Berzeliusnak sikerült 1817-ben molibdént nyernieoxidredukció nem szénnel, hanem hidrogénnel. A szintetizált kémiai elemet gondosan tanulmányozták és leírták a tudós munkáiban.
Fizikai tulajdonságok
Mi az a molibdén? Ez egy világosszürke fém, amely tiszta formájában (normál körülmények között) ellenáll az oxidációnak. A hőmérséklet 400-600 fokra emelésével ez a képesség csökken, és MoO3-trioxid képződik.
A molibdén képlékeny és alakítható, könnyen sajtolható. Fémsűrűség 10,2 g/cm3, olvadáspont 2620 ⁰С, forráspont - 4800 ⁰С. Ezekből a mutatókból látható, hogy eléggé tűzálló. A szén-, nitrogén- vagy kénszennyező anyagok jelenléte befolyásolja a fizikai tulajdonságokat, különösen az anyag törékennyé és törékennyé válik. A molibdén paramágneses. A hőmérséklet növekedésével a szilárdsága jelentősen megnő.
Természetes molibdénvegyületek, előállítása
Tudni kell, hogy a molibdén nem fordul elő tiszta formájában, a természetben csak más elemekkel alkotott vegyületekben van jelen. A földkéreg hozzávetőleges fémtartalma 3∙10-4%. Körülbelül 15 ásvány létezik, amelyek közül a leggyakoribbak:
- diszulfid MoS2 – molibdenit;
- CaMoO4 – powellite;
- PbMoO4 – wulfenite.
E vegyületek fő lerakódásai szorosan összefüggenek a hidrotermális szellőzőnyílásokban zajló kicsapódási folyamatokkal.
A molibdén-diszulfidot ipari célokra bányászják. Használata tiszta fém előállítására nagyonfontos. Ez flotációs ércdúsítás segítségével történik. Így koncentrátumot kapunk, amelyet utólag kiégetünk.
2MoS2+7O2=2MoO3+4SO 2
Az izolált oxidot száraz hidrogénárammal 700 fokos hőmérsékleten tisztítják és redukálják. A reakciótermék molibdénpor. A jövőben felhasználható tiszta formában vagy anyagként hengerelt és bélyegzett termékek készítéséhez.
Ötözött acélok gyártása
A vaskohászat molibdénport használ. Hol alkalmazzák? Acélok és öntöttvasak ötvözésére. Ennek az elemnek az ötvözetek összetételéhez való hozzáadása jelentősen javítja azok minőségét. Növekszik a rugalmasság, kopásállóság, ütésállóság. Körülbelül 0,5% molibdént adnak a szerkezeti acélokhoz, emiatt szerkezetük finomszemcséssé, egyenletesebbé válik, és csökken a végtermékek ridegsége.
Más anyagok hozzáadása lehetővé teszi a különféle iparágakban széles körben használt speciális kompozíciók előállítását. A kob altot és a nikkelt (50-60%), valamint a krómot (körülbelül 20-28%) tartalmazó ötvözeteket molibdén hozzáadásával ötvözik. Hol használják ezt az anyagot? A válasz a különleges tulajdonságaiban rejlik - a magas hőállóságban. Repülőgépek és rakétaburkolat-alkatrészek gyártásához használják.
Molibdénötvözetek alkalmazása
Amikor nióbiumot, titánt és más nagy teherbírású fémeket adnak a molibdénhez, nő a hőállóságötvözetek. Egy ilyen kompozíció felhasználható gázturbinák és égéskamrák alkatrészek létrehozására a rakétatudományban.
A magas molibdéntartalmú (17-28%) ötvözetekben a korrózióállóság nő. Még a savval való kölcsönhatástól sem félnek (kivéve a hidrogén-fluoridot).
A molibdén tűzálló tulajdonságai és speciális csövek létrehozásában való felhasználása nagy jelentőséggel bír az atomenergiában. Az ilyen termékek képesek ellenállni az olvadt lítium hatásának. Az uránreaktorokban hűtőközegként működik. Ezenkívül magát a molibdént, Mo-99 izotóp formájában, indikátorként használják a nukleáris iparban.
A molibdén összeolvadhatatlansága miatt a molibdénből öntőformákat készítenek rézből, alumíniumból és cinkből alkatrészek öntéséhez. A fém nagy szilárdsága lehetővé teszi a nagy nyomású folyamatokat.
Hengerlés és bélyegzés, alkalmazás
A por olvasztásával kapott nyersdarabokból hengerelt termékek készülnek - rudak és huzalok. Molibdénnek nevezett tiszta fémből állnak. Hol használják ezt a terméket? Leggyakrabban hőelemek gyártására használják, amelyek 2000 ⁰C feletti hőmérséklet mérésére szolgálnak. Az izzólámpák wolframszálának tekercselésére szolgáló horgok és magok szintén molibdénhuzalból készülnek. A röntgencsövekben és a generátorlámpákban lévő katódvezetékeknek és fókuszáló elektródáknak megbízhatónak kell lenniük, és meg kell felelniük a fém magas tűzállósága követelményeinek. A hengerelt molibdén kiválóan alkalmas erre a célra.
Rudak és lemezekelektródák helyett használják magas hőmérsékletű olvasztókemencékben. Különleges környezetben kell lenniük, amely argonból, hidrogénből vagy vákuumból áll. Mivel a molibdén nem lép kémiai reakcióba az üveggel, olvasztókemence alkatrészeinek előállítására használják.
Alkalmazás más iparágakban
A molibdén alkalmazásra talált az olajiparban. Ott katalizátorként használják, amely képes megtisztítani a termékeket a kénszennyeződésektől. A kenőanyagok alumínium-diszulfid alapúak. Stabilizálják a különféle eszközök működését, és megvédik a felületeket a mechanikai igénybevételtől magas hőmérsékleten. Olyan kenőanyaggal és korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik.
A festékek és lakkok gyártása során, ahol molibdént és oxidjait használják fel, tartós, sárgás-narancssárga árnyalatú pigmenteket nyernek. A mesterséges szálak szintézise sem működik ezen anyag nélkül. A talaj nitrogéntartalmának növelésére mikroműtrágyákat használnak, köztük molibdént.
A molibdén szerepe a szervezetben
A molibdén jelentős szerepet játszik az emberi szervezetben. Részt vesz a hemoglobin-, nitrogén- és purin-anyagcsere szintézisében. Felelős a vas és a C-vitamin felszívódásáért, erős antioxidáns. A nyomelemnek onkoprotektív, fiatalító hatása van.
A molibdénben gazdag élelmiszerek a hüvelyesek és a gabonafélék, valamint a leveles zöldségek. A szükséges mennyiségű mikrotápanyag napontabejut a szervezetbe, ha helyesen táplálkozik. Hiánya ásványi komplexekkel pótolható.
