Molybdeeni on hopeanvalkoinen metalli, joka on sitkeä ja erittäin korroosionkestävä. Sillä on yksi korkeimmista sulamispisteistä kaikista puhtaista elementeistä - vain tantaalin ja volframielementtien sulamispisteet ovat korkeammat. Molybdeeni on myös elämän kannalta välttämätöntä mikroravinne.
Transissiometallina molybdeeni muodostaa helposti yhdisteitä muiden alkuaineiden kanssa. Molybdeeni käsittää 1,2 paino-osaa miljoonasosaa (ppm) maankuoresta, mutta sitä ei löydy luonnossa vapaana. Tärkein molybdeenimalmi on molybdeniitti (molybdeenidisulfidi), mutta sitä voi myös esiintyä wulfeniitissä (lyijy-molybdaatti) ja pulelliitissä (kalsium-molybdaatti).
Se otetaan talteen sivutuotteena kuparista tai volframista. Molybdeeni louhitaan pääasiassa Yhdysvalloissa, Kiinassa, Chilessä ja Perussa. Kuninkaallisen kemian seuran (RSC) mukaan maailman tuotanto on noin 200 000 tonnia vuodessa.
Vain tosiasiat
- Atomiluku (protonien lukumäärä ytimessä): 42
- Atomisymboli (elementtien jaksollisessa taulukossa): Mo
- Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 95,96
- Tiheys: 10,2 grammaa kuutiometriä kohti
- Vaihe huoneenlämpötilassa: Kiinteä
- Sulamispiste: 4 753 astetta Fahrenheit (2623 astetta)
- Kiehumispiste: 8 382 astetta F (4 639 astetta C)
- Isotooppien lukumäärä (saman alkuaineen atomit, joilla on eri määrä neutroneja): 24, joiden puoliintumisajat tunnetaan massalukuilla 86-110.
- Yleisimmät isotoopit: Mo-98 (24,1 prosenttia); Mo-96 (16,7 prosenttia); Mo-95 (15,9 prosenttia); Mo-92 (14,8 prosenttia); Mo-97 (9,6 prosenttia); Mo-100 (9,6 prosenttia); Mo-94 (9,2 prosenttia).
Löytö
Pehmeää mustaa mineraalimolybdeniittiä (molybdeenisulfidia) sekoitettiin usein grafiittiin tai lyijymalmiin vuoteen 1778 saakka, jolloin saksalaisen kemian Carl Scheelen analyysi paljasti, että se ei ollut yksi näistä aineista, ja se oli itse asiassa täysin uusi elementti. Mutta koska Scheelellä ei ollut sopivaa uunia valkoisen kiinteän aineen pelkistämiseksi metalliin, Chemicoolin mukaan vielä kului muutama vuosi ennen kuin elementti tunnistettiin. Itse asiassa Scheele tuli myöhemmin nimellä "kova onni Scheele", koska hän teki useita kemiallisia löytöjä - myös happea -, mutta tunnustus annettiin aina jollekin muulle.
Muutaman seuraavan vuoden ajan tutkijat olettivat edelleen, että molybdeniitti sisälsi uuden alkuaineen, mutta se osoittautui silti erittäin vaikeaksi tunnistaa, koska kukaan ei ollut pystynyt pelkistämään sitä metalliin. Jotkut tutkijat muuttivat sen kuitenkin oksidiksi, jolle veteen lisättäessä muodostui molybdeenihappoa, mutta metalli itsessään pysyi vaikeana.
Lopulta ruotsalainen kemisti Peter Jacob Hjelm jauhoi molybdeenihappoa hiilellä pellavaöljyssä tahnaksi. Tahnan avulla hiili ja molybdeniitti olivat läheisessä kosketuksessa. Sitten Hjelm kuumensi seosta suljetussa upokkaassa metallin tuottamiseksi, jonka hän sitten nimitti molybdeeniksi kreikkalaisen sanan "molybdos" jälkeen tarkoittaen lyijyä. Uusi elementti julkistettiin kuninkaallisen kemian seuran mukaan syksyllä 1781.
Käyttötarkoitukset
Suurinta osaa kaupallisesta molybdeenistä käytetään seosten valmistuksessa, missä sitä lisätään kovuuden, lujuuden, sähkönjohtavuuden ja kulumiskestävyyden sekä korroosion lisäämiseksi.
Pieniä määriä molybdeeniä löytyy monista erilaisista tuotteista: ohjukset, moottorin osat, porat, sahanterät, sähkölämmittimen hehkulangat, voiteluaineen lisäaineet, piirilevyjen muste ja kattiloiden suojapinnoitteet. Sitä käytetään myös katalysaattorina öljyteollisuudessa. Kuninkaallisen kemian seuran mukaan molybdeeniä tuotetaan ja myydään harmaana jauheena, ja monet sen tuotteista muodostuvat puristamalla jauhe erittäin korkeassa paineessa.
Korkean sulamispisteensä ansiosta molybdeeni toimii uskomattoman hyvin erittäin korkeissa lämpötiloissa. Se on erityisen hyödyllinen tuotteissa, joiden on pysyttävä voideltuina näissä äärimmäisissä lämpötiloissa. Joten tapauksissa, joissa jotkut voiteluaineet ja öljyt saattavat hajota tai syttyä tuleen, molybdeenisulfideilla varustetut voiteluaineet kykenevät käsittelemään lämpöä ja pitämään asiat edelleen liikkumaan.
Joka tiesi?
- Molybdeeni on 54. yleisin elementti maankuoressa.
- Molybdeeniatomilla on puolet atomipainosta ja tiheydestä volframina. Tämän vuoksi molybdeeni korvaa usein volframin terässeoksissa, tarjoamalla saman metallurgisen vaikutuksen vain puolet niin paljon metallia, Encyclopaedia Britannican mukaan.
- "Big Bertha", saksalainen, 43 tonnin ase, jota käytettiin toisessa maailmansodassa, sisälsi molybdeeniä eikä rautaa olennaisena osana terästä, koska sen sulamispiste oli huomattavasti korkeampi.
- Molybdeniitti, tai molybdena, on pehmeä musta mineraali, jota on kerran käytetty lyijykynäjen valmistukseen. Mineraalin ajateltiin sisältävän lyijyä, ja se sekoitettiin usein grafiittiin.
- Molybdeniittiä käytetään tietyissä nikkelipohjaisissa seoksissa, kuten Hastelloys - patentoiduissa seoksissa, jotka ovat erittäin lämmön- ja korroosionkestäviä sekä kemiallisia ratkaisuja.
Hivenaine
Molybdeeni on elämän kannalta välttämätöntä mikroravinne, mutta liian suuri osa siitä on myrkyllistä.
Molybdeeniä on läsnä kymmenissä entsyymeissä. Yksi näistä tärkeistä entsyymeistä on typenaasi, joka mahdollistaa ilmakehän typen imeytymisen ja muuntamisen yhdisteiksi, jotka antavat bakteereille, kasveille, eläimille ja ihmisille syntetisoida ja käyttää proteiineja.
Ihmisillä molybdeenin päätehtävä on toimia entsyymien katalysaattorina ja auttaa hajottamaan aminohappoja kehossa, väittää Drweil.com. Kasveissa molybdeeni on välttämätön hivenaine, jota tarvitaan typen kiinnittymiseen ja muihin aineenvaihduntaprosesseihin.
Molybdeenilla on ainutlaatuinen laatu se, että se on vähemmän liukoinen happamaan maaperään ja liukoisempi alkaliseen maaperään (se on tyypillisesti päinvastainen muille mikroravinteille). Siksi molybdeenin saatavuus kasveille on melko herkkä pH: lle ja salaojitusolosuhteille. Esimerkiksi alkalimailla joissakin kasveissa voi olla jopa 500 ppm molybdeenia, Lenntechin mukaan. Sitä vastoin muut maat ovat hedelmättömiä, koska maaperässä ei ole molybdeenia.
Tarvitaan evoluutioon
Toinen mielenkiintoinen käyttö molybdeenille on sen rooli tieteellisessä tutkimuksessa. Molybdeeniä on nykyään erittäin runsaasti valtameressä, mutta aiempina aikoina se oli paljon vähemmän. Tämän ansiosta se voi toimia erinomaisena osoituksena muinaisesta valtameren kemiasta. Esimerkiksi biogeologian alan tutkijat tutkivat muinaisten kivien molybdeenimäärää auttaakseen arvioimaan, kuinka paljon happea voi olla läsnä valtameressä ja / tai ilmakehässä tietyn ajanjakson aikana.
Useita vuosia sitten Kalifornian Riverside-yliopiston tutkijat epäilivät, että hapen ja molybdeenin puutteet saattavat olla vastuussa merkittävästä evoluutioviiveestä. He tiesivät, että noin 2,4 miljardia vuotta sitten Maan pinnalla oli lisääntynyt happi ja että happi pääsi valtameren pintaan tukemaan mikro-organismeja. Elävien organismien monimuotoisuus pysyi kuitenkin hyvin alhaisena. Itse asiassa eläimet ilmestyivät vasta melkein 2 miljardia vuotta myöhemmin - tai noin 600 miljoonaa vuotta sitten - Science Daily: n tutkimuksen lehdistötiedotteen mukaan.
Kun bakteerit eivät riitä molybdeenistä, ne eivät voi muuntaa typpeä elävien olosuhteiden kannalta hyödylliseksi muotoksi. Ja jos bakteerit eivät pysty muuntamaan typpeä riittävän nopeasti, eukaryootit eivät voi menestyä, koska nämä yksisoluiset elämämuodot eivät kykene muuttamaan typpeä yksinään, sanoo Science Daily.
Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat mittasivat mustan liuskan molybdeenipitoisuuksia. Sedimenttikivi on rikas orgaanisissa aineissa ja löytyy usein syvältä valtamerestä. Tämä auttoi heitä arvioimaan, kuinka paljon molybdeenia on voinut olla liuennut meriveteen, johon sedimentti oli muodostunut.
Tutkijat todellakin löysivät vahvoja todisteita siitä, että valtamereltä puuttui tällä hetkellä tärkeä molybdeeni. Tällä olisi ollut negatiivinen vaikutus varhaisten eukaryoottien evoluutioon, joka tutkijoiden mielestä aiheutti kaikille eläimille (myös ihmisille), kasveille, sienille ja yksisoluisille eläimille, kuten protisteille.
