Mnoga lica molibdena: gdje se koristi, svojstva, biološka uloga u ljudskom tijelu. Primjena molibdena

Molibden (latinski Molybdenum, simbol Mo) je element sa atomskim brojem 42 i atomskom težinom 95,94. To je element sekundarne podgrupe šeste grupe, petog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva. Zajedno sa hromom i volframom, molibden čini podgrupu hroma. Elemente ove podgrupe odlikuje činjenica da njihov vanjski elektronski sloj atoma sadrži jedan ili dva elektrona, što određuje metalnu prirodu ovih elemenata i njihovu razliku od elemenata glavne podgrupe. U normalnim uslovima, molibden je prelazni vatrostalni (tačka topljenja 2620 °C) svetlosivi metal sa gustinom od 10,2 g/cm3. Na mnogo načina, mehanička svojstva molibdena zavise od čistoće metala i njegove prethodne mehaničke i termičke obrade.

Poznat je 31 izotop molibdena od 83Mo do 113Mo. Stabilni su: 92Mo, 94Mo – 98Mo. U prirodi, četrdeset drugi element predstavlja sedam izotopa: 92Mo (15,86%), 94Mo (9,12%), 95Mo (15,70%), 96Mo (16,50%), 97Mo (9,45%), 98Mo (23,75%) i 100Mo (9,62%) sa poluživotom = 1,00 1019 godina. Najnestabilniji izotopi elementa br. 42 imaju vrijeme poluraspada manje od 150 ns. Radioaktivni izotopi 93Mo (vrijeme poluraspada 6,95 sati) i 99Mo (vrijeme poluraspada 66 sati) su izotopski indikatori.

Molibden u obliku minerala molibdenita (molibden disulfid - MoS2) bio je poznat starim Grcima i Rimljanima veoma dugo. Vjekovima se molibdenit, ili molibdenov sjaj kako ga još nazivaju, nije razlikovao od galenata (olovni sjaj PbS) i grafita. Činjenica je da su svi ovi minerali veoma slični u izgled, osim toga, svi su sposobni ostaviti trag na papiru. Stoga su se do 18. vijeka ovi minerali nazivali isto: „Molybdaena“, što na grčkom znači „olovo“.

Prvi koji je sugerisao da su sva tri ova minerala nezavisne supstance bio je švedski hemičar F. Kronstedt. 20 godina kasnije, drugi švedski hemičar, K. Scheele, započeo je istraživanje molibdenita. Otopivši mineral u koncentrovanoj dušičnoj kiselini, dobio je bijeli talog, koji je nazvao molibdinskom kiselinom. Pretpostavljajući da se metal može dobiti kalcinacijom ovog bijelog taloga čistim ugljem, ali bez potrebne opreme (peć), Scheele je predložio da drugi hemičar, Gjelm, koji je imao takvu peć, izvede eksperiment. Rezultat eksperimenta bila je proizvodnja molibden karbida, koji su oba naučnika prihvatila kao metal, koji su nazvali molibden. J. Ya. Berzelius je bio predodređen da dobije relativno čist metal, utvrdi njegovu atomsku težinu i opiše neka od njegovih osobina.

Većina iskopanog molibdena (80-85%) se troši kao legirajući element u proizvodnji specijalnih vrsta čelika. Molibden je komponenta mnogih nehrđajućih čelika; osim toga, dodavanje ovog elementa pomaže u povećanju otpornosti na toplinu ovih čelika. Legure legirane sa četrdeset drugim elementom koriste se u avijaciji, raketnoj i nuklearnoj tehnologiji i hemijskom inženjerstvu. IN čista forma metal se koristi u proizvodnji dijelova za elektronske lampe i žarulje sa žarnom niti (anode, rešetke, katode, držači filamenta, itd.), molibdenska žica i traka se koriste kao grijači za visokotemperaturne peći. Neka jedinjenja četrdeset i drugog elementa takođe su našla široku upotrebu. Dakle, molibdenov anhidrid se široko koristi kao pozitivna elektroda u litijumskim izvorima napajanja, MoS2 je mazivo za trljanje delova mehanizama, a neki oksidi molibdena su katalizatori u hemijskoj i naftnoj industriji.

Naučnici su otkrili da je molibden stalno prisutan u organizmu biljaka, životinja i ljudi kao element u tragovima, sudjelujući prvenstveno u metabolizmu dušika. Četrdeset drugi element je neophodan za djelovanje niza redoks enzima neophodnih za metaboličke procese u biljkama i životinjama.

Biološka svojstva

Četrdeset drugi element je jedan od najvažnijih mikroelemenata u ishrani ljudi, životinja i biljaka, neophodan je za normalan razvoj i rast organizama i utiče na reprodukciju u biljkama. Sadržaj molibdena u zelenoj masi biljaka je oko 1 mg po kilogramu suhe tvari. Ovaj element je neophodan za djelovanje niza redoks enzima (flavoproteina) koji katalizuju smanjenje nitrata i fiksaciju dušika u biljkama (u kvržicama mahunarki ima puno molibdena, čest kod bakterija i arheja). Osim toga, u biljkama, četrdeset drugi element stimulira biosintezu nukleinskih kiselina i proteina, povećava sadržaj klorofila i vitamina.

Ako postoji nedostatak molibdena, obolijevaju paradajz, mahunarke, zob, zelena salata i druge biljke posebna vrsta mrlje, ne donose plodove i umiru. Iz tog razloga je potrebno u mikrođubriva unositi rastvorljive molibdate u malim količinama. Tako je u jednoj od eksperimentalnih farmi na Novom Zelandu utvrđeno da unošenje malih doza soli molibdena u tlo povećava prinos djeteline i lucerne za oko trećinu. Dalja poljoprivredna istraživanja su pokazala da mikrokoličine molibdena pospješuju aktivnost kvržičnih bakterija, zbog čega biljke bolje apsorbiraju dušik. Takođe je utvrđeno da se molibden najbolje apsorbuje na kiselim zemljištima, a na crvenim zemljištima i smeđim zemljištima bogatim gvožđem, efikasnost molibdena je minimalna.

Fiziološki učinak molibdena na životinjske i ljudske organizme prvi put je utvrđen 1953. godine, otkrićem djelovanja ovog elementa na aktivnost enzima ksantin oksidaze. Molibden čini rad antioksidansa, uključujući vitamin C, efikasnijim, a važan je i sastavni dio tkiva tkiva za disanje, pospješuje sintezu aminokiselina i poboljšava nakupljanje dušika. Četrdeset drugi element je komponenta brojnih enzima (ksantin oksidaze, aldehid oksidaze, sulfit oksidaze itd.) koji obavljaju važne fiziološke funkcije, posebno regulaciju metabolizma mokraćne kiseline. Nedostatak molibdena u tijelu je praćen smanjenjem sadržaja ksantin oksidaze u tkivima, zbog čega anabolički procesi "pate" i uočava se slabljenje imunološkog sistema.

Nije sasvim sigurno, ali se pretpostavlja da molibden igra važnu ulogu u procesu ugradnje fluora u zubnu caklinu, kao i u stimulaciji hematopoeze. Kada postoji nedostatak molibdena u organizmu životinja, smanjena je sposobnost oksidacije ksantina u mokraćnu kiselinu, smanjeno je izlučivanje mokraćne kiseline i anorganskih sulfata, a brzina rasta je smanjena. Životinje stvaraju ksantinske kamence u bubregu. Nedostatak molibdena može dovesti do smanjene razgradnje celuloze i prekomjernog nakupljanja bakra u tijelu, što dovodi do intoksikacije bakrom. Sve ove pojave se mogu eliminisati dodavanjem molibdena u ishranu. Kod ljudi se nedostatak molibdena manifestira u obliku hipourikemije, hipermetioninemije, hiperoksipurinemije, hipourikozurije i hiposulfaturije, progresivnih mentalnih poremećaja (sve do kome).

Utvrđeno je da jedinjenja četrdeset i drugog elementa ulaze u organizam hranom. Tokom dana u organizam odrasle osobe sa hranom uđe 75-250 mcg molibdena, što je potreban dnevni unos ovog mikroelementa. Molibden koji se isporučuje hranom u obliku rastvorljivih kompleksa lako se apsorbuje - 25-80% elementa koji se isporučuje hranom apsorbuje se u ljudski gastrointestinalni trakt. Nadalje, otprilike 80% molibdena koji ulazi u krv vezuje se za proteine ​​(prvenstveno albumin) i prenosi se kroz tijelo. Koncentratori četrdeset drugog elementa su jetra i bubrezi. Molibden se izlučuje uglavnom urinom i žuči. Molibden se ne akumulira u tijelu sisara. Glavni snabdjevači molibdenom za tijelo su sušeni pasulj, mlijeko i mliječni proizvodi, meso organskih organa, povrće krstaša, ogrozd, crna ribizla, žitarice i pekarski proizvodi. Uprkos činjenici da je molibden rijedak element, slučajevi njegovog nedostatka u ljudskom tijelu su rijetki.

Višak molibdena u tijelu dovodi do metaboličkih poremećaja i odgođenog rasta kostiju. Ksantin oksidaza ubrzava metabolizam dušika u tijelu, posebno metabolizam purina. Kao rezultat razgradnje purina nastaje mokraćna kiselina. Ako te kiseline ima previše, bubrezi nemaju vremena da je uklone iz tijela, a soli otopljene u ovoj kiselini nakupljaju se u zglobovima i tetivama mišića. Zglobovi počinju boljeti i razvija se giht. Višak molibdena u hrani preživača dovodi do kronične molibdenske toksikoze, praćene proljevom, iscrpljenošću i poremećenim metabolizmom bakra i fosfora. Da bi se smanjio toksični učinak molibdena na organizam, potrebno je smanjiti unos hrane bogate molibdenom, provoditi simptomatsko liječenje, te koristiti one lijekove i dodatke prehrani koji sadrže bakar, kao i sumpor (metionin, unitiol, natrij). tiosulfat, itd.).

Ispostavilo se da molibden može utjecati na tijelo ne samo direktno - kao važan element u tragovima, već i indirektno - kao komponenta tla. Dakle, na sjeveru Kine postoji mjesto koje se zove Lin Xian, nalazi se u provinciji Honan. Ovo mjesto je poznato kao područje s najvećom učestalošću karcinoma jednjaka lokalno stanovništvo. Šta je razlog ove anomalije? Odgovor je dao pažljivim ispitivanjem tla. Pokazalo se da su zemlje Lin Xiana siromašne četrdeset drugim elementom, čije je prisustvo neophodno za normalno funkcioniranje bakterija koje fiksiraju dušik. Činjenica je da obnavljanje nitrata unesenih u tlo provode oni pomoću enzima nitrat reduktaze ovisnog o molibdenu. Nedostatak molibdena smanjuje aktivnost enzima, što je dovoljno samo da se nitrat reducira ne u amonijak, već u nitrozamine, za koje se zna da imaju visoku kancerogenu aktivnost. Primjena molibdenskih gnojiva na tlo značajno je smanjila učestalost bolesti u populaciji. Slične endemske bolesti zabilježene su u Južnoj Africi.

Zanimljivo je da je rudnik molibdena, nastao 30-ih godina 20. veka i koji se nalazi na jednom od ostruga grebena Tahtarvumčor (poluostrvo Kola), danas često posećena turistička ruta. Rudnik ima samo jedan horizont, koji ima tri ulaza na nadmorskoj visini od 600 metara. Nešto ispod ulaza u jamu nalazi se parna mašina, koja je nekada kroz cijevi dopremala paru do rudarskih čekića. Inače, sačuvani su i parna mašina i dovodne cijevi. Trasa je kratka, oko tri kilometra nanosa, a dio rudnika je poplavljen.

Misteriozne spirale napravljene od volframa, molibdena i bakra su kontroverzan i nedovoljno objašnjen modernom naukom fenomen u obliku malih (od 3 mikrona do 3 mm) objekata otkrivenih na subpolarnom Uralu. Ovakvi nalazi su se prvi put pojavili 1991. godine, tokom geoloških istraživanja koja su obavljena na području rijeke Naroda u uzorcima pijeska koji su ispitivani na prisustvo zlata. Kasnije su slični nalazi više puta pronađeni na Subpolarnom Uralu u području rijeka Naroda, Kozhim i Balbanyu, kao i u Tadžikistanu i Čukotki. Ono što nalaze čini neobičnim je njihova starost. Datiranje objekata je vrlo teško zbog činjenice da je većina njih otkrivena u aluvijalnim naslagama.

Izuzetak su dva nalaza napravljena 1995. godine u zidu kamenoloma na području donjeg toka rijeke Balbanyu. Ispitivanja stijena u kojima su pronađeni izvori molibdena dala su nejasan rezultat - od 20.000 do 318.000 godina! U vezi sa ovim nalazima iznesene su mnoge hipoteze: spirale su vanzemaljskog porijekla i mogu biti proizvod vanzemaljske nanotehnologije donesene na Zemlju prije nekoliko hiljada godina; misteriozni izvori su vještački objekti, ali ne drevni, već moderni, pali u stijene sa površine zemlje. Opšteprihvaćena teorija je mišljenje Nikolaja Rumjanceva, doktora geoloških i mineraloških nauka, zaslužnog geologa Rusije, o prirodnom poreklu „izvora“ - oblika prirodnog volframa.

Molibden nije metal za kovanice, međutim, poput "kovanica" (nemaju nominalnu vrijednost) ili medaljona prodaje kompanija "Metallium", postoje i druge medalje-žetoni koje prodaju proizvodne kompanije (takođe kopaju metal) od molibdena.

Još jedna fantastična hipoteza indirektno povezana sa molibdenom je verzija o vanzemaljskom poreklu života na Zemlji. Jedan od argumenata ove teorije: “prisustvo izuzetno retkih elemenata u zemaljskim organizmima znači da su oni vanzemaljskog porekla.” Molibden se nalazi u zemljinoj kori u malim količinama, ali je njegova uloga u metabolizmu zemaljskih organizama značajna. Istovremeno, napominje se da su poznate takozvane „zvijezde molibdena“ s visokim sadržajem molibdena, koje su izvorne „plantaže“ mikroorganizama donesenih na Zemlju!

Međutim, ovaj fenomen se može objasniti iz perspektive evolucijske biohemije, na primjer, zemljina kora sadrži vrlo malo fosfora, a fosfor je esencijalna komponenta nukleinskih kiselina, koje su, uz proteine, neophodne za život; osim toga, viša nervna aktivnost je također vrlo blisko povezana s fosforom. Osim toga, japanski naučnik Yegani utvrdio je da je ukupan sadržaj molibdena na Zemlji zaista nizak, ali je njegov postotak u morskoj vodi dvostruko veći od hroma. O ovoj temi, Yegani piše: “Relativno obilje ovog elementa u morskoj vodi potvrđuje široko prihvaćeno gledište da je život na Zemlji nastao u prvobitnom okeanu.”

Priča

Još su stari Grci primijetili da neki minerali mogu ostaviti sivi trag na papiru. Na osnovu ove činjenice, spojili su niz tvari s potpuno različitim svojstvima pod jednim imenom - "Molybdaena", što u prijevodu s grčkog znači olovo, koje je i po sebi prilično sposobno pisati na papiru. Sličnost olovno sivog molibdenita sa galenitom i grafitom je također kriva za ovu zabunu. Mekoća ovih minerala omogućila im je da se koriste kao olovke za olovke, iako ako bolje pogledate, sjaj molibdena ostavlja zelenkasto-sivu boju na papiru, za razliku od sive boje grafita ili olovnog sjaja. Ovi faktori, plus sličnost grčkih naziva za olovo “ó” i galenat “o”, postali su razlog za zabludu o sličnosti tri minerala ( PbS - galena, MoS2 - molibdenit i grafit) od antičkih vremena glatko su migrirali u srednji vijek. Ovakvo stanje se nastavilo sve do 18. veka.

Prvi koji je želeo da prekine „začarani krug“ bio je poznati švedski hemičar i mineralog Aksel Fredrik Kronsted (1722-1765). Godine 1758. sugerirao je da su grafit, molibdenit (MoS2 - sjaj molibdena) i galena (PbS - olovni sjaj) tri potpuno nezavisne supstance. Međutim, na ovoj pretpostavci napredak ka istini je završen.

Samo dvadeset godina kasnije - 1778. hemijski sastav molibdenit se ponovo zainteresovao. I opet je to bio švedski hemičar - Karl Wilhelm Scheele. Prvo što je Šele uradio bilo je da prokuha molibdenov sjaj u koncentrovanoj azotnoj kiselini, usled čega je hemičar dobio beli talog „posebne bele zemlje“ (Wasserbleyerde). On je ovu zemlju nazvao molibdinskom kiselinom (Acidum Molybdaenae). U vrijeme Karla Wilhelma, "zemlje" su se zvale anhidridi, odnosno kombinacija elementa s kisikom, drugim riječima, "kiselina minus voda". Nedostatak ovog znanja nije spriječio naučnika da sugerira da se metal iz "zemlje" može dobiti kalcinacijom potonjeg čistim ugljem. Međutim, bez imanja potrebnu opremu(Scheele nije imao odgovarajuću pećnicu) naučnik nije bio u mogućnosti da samostalno izvede eksperiment.

Predan samo nauci, Šele je, bez ikakvog osećanja zavisti, 1782. godine poslao uzorak molibdinske kiseline drugom švedskom hemičaru, Peteru Jakobu Hjelmu. Zauzvrat, on ga konačno uspijeva obnoviti ugljem i dobiti metalno jezgro (pretopljeni metal dobiven spajanjem minerala ili rude sa sodom ili drugim fluksovima). Međutim, to je bio samo jako kontaminirani karbid molibdena. Činjenica je da kada se molibden trioksid MoO3 kalcinira sa ugljem, nemoguće je dobiti čisti molibden, jer on reagira s ugljem i nastaje karbid. Ipak, naučnici su se radovali. Scheele je čestitao svom kolegi: „Drago mi je što sada imamo metalni molibden.“ Tako je 1790. godine novi metal dobio strano ime, jer latinsko molibdaena potiče od starogrčkog naziva za olovo - μολνβδος. Ovo je dobro poznati paradoks - na kraju krajeva, teško je pronaći metale različitije od molibdena i olova.

Relativno čist metal dobijen je tek 1817. godine - nakon smrti oba pronalazača. Čast ovog otkrića pripada još jednom poznatom švedskom hemičaru, Jensu Jakobu Berzeliusu. On je reducirao molibdenov anhidrid ne ugljem, već vodikom i dobio istinski čisti molibden, utvrdio njegovu atomsku težinu i detaljno proučavao njegova svojstva.

Molibden industrijske čistoće dobijen je tek početkom 20. veka.

Biti u prirodi

Prema različitim izvorima, sadržaj molibdena u zemljinoj kori kreće se od 1,1∙10-4% do 3∙10-4% po masi. Molibden se ne nalazi u slobodnom obliku; općenito, četrdeset drugi element je slabo rasprostranjen u prirodi. Prema klasifikaciji sovjetskog geohemičara V. V. Shcherbina, elementi se smatraju rijetkima ako ih ima manje od 0,001% u zemljinoj kori, stoga je molibden tipičan rijedak element. Međutim, četrdeset drugi element je raspoređen relativno ravnomjerno. U prirodi je poznato dvadesetak minerala molibdena, od kojih većina (razni molibdati) nastaje u biosferi. Ultrabazične i karbonatne stijene sadrže najmanje molibdena (0,4 - 0,5 g/t).

Primjećuje se da koncentracija molibdena u stijenama raste sa povećanjem SiO2, jer je u magmatskim procesima molibden povezan uglavnom sa kiselom magmom i granitoidima. Akumulacija molibdena povezana je sa dubokim toplim vodama, iz kojih se taloži u obliku molibdenita MoS2, formirajući hidrotermalne naslage. Najvažniji precipitant četrdeset drugog elementa iz vode je H2S. Molibden se nalazi u morskoj i riječnoj vodi, biljnom pepelu, uglju i nafti. Štoviše, sadržaj četrdeset drugog elementa u morskoj vodi kreće se od 8,9 do 12,2 μg/l - ovisno o okeanu i vodenom području. Jedina opšta pojava koja se može uzeti u obzir je da su vode u blizini obale i površinskih slojeva mnogo siromašnije molibdenom od dubokih slojeva okeana. Vode okeana i mora sadrže više četrdeset drugog elementa nego riječne vode. Činjenica je da se, dolazeći s riječnim otjecanjem, molibden djelomično akumulira u morskoj vodi, a djelomično se taloži, koncentrirajući se u glinovitim muljem.

Najvažniji minerali molibdena su molibdenit (MoS2), powellit (CaMoO4), molibdo-šeelit (Ca(Mo,W)O4), molibdit (xFe2O3 yMoO3 zH2O) i vulfenit (PbMoO4). Molibdenit ili molibdenski sjaj je mineral iz klase sulfida (MoS2), sadrži 60% molibdena i 40% sumpora. Otkriva se i mala količina renijuma - do 0,33%. Najčešće se ovaj mineral nalazi u ležištima greisena, rjeđe pegmatita, u kojima je povezan s volframitom, kasiteritom, topazom, fluoritom, piritom, halkopiritom i drugim mineralima. Najvažnije akumulacije molibdenita vezane su za hidrotermalne formacije, posebno rasprostranjene u kvarcnim venama i silicificiranim stijenama.

Prosječan sadržaj molibdena u rudama velikih ležišta je 0,06-0,3%, malih - 0,5-1%. Kao pridružena komponenta, četrdeset drugi element se ekstrahuje iz drugih ruda kada je njihov sadržaj molibdena 0,005% ili više. Osim toga, rude molibdena se razlikuju po mineralnom sastavu i obliku rudnih tijela. Po posljednjem kriteriju dijele se na skarn (molibden, volfram-molibden i bakar-molibden), venski (kvarc, kvarc-sericit i kvarc-molibdenit-volframit) i žilasto-proširen (bakar-molibden-molibden, kvarc- sericit, bakar porfir sa molibdenom). Ranije su ležišta kvarcnih žila bila od primarnog industrijskog značaja, ali u moderno doba su gotovo sva razrađena. Stoga su žilne naslage i naslage skarna dobile iznimnu važnost.

Nedavno su Sjedinjene Američke Države s pravom smatrane svjetskim liderom u rezervama i proizvodnji ruda molibdena, gdje se rude koje sadrže molibden kopaju u Koloradu, Novom Meksiku, Idahu i nizu drugih država. Međutim, nedavna otkrića novih bogatih nalazišta dovela su Kinu u vodstvo, sa sedam velikih provincija uključenih u proizvodnju. Iako Sjedinjene Države i dalje ostaju lider u proizvodnji molibdena, kineska ekonomija u procvatu mogla bi uskoro dovesti ovu zemlju na prvo mjesto u proizvodnji četrdeset drugog elementa. Ostale zemlje sa velikim rezervama ruda molibdena uključuju: Čile, Kanadu (teritorija Britanske Kolumbije), Rusiju (sedam razvijenih nalazišta), Meksiko (nalazište La Caridad), Peru (rudnik Tokepala), mnoge zemlje ZND, itd.

Aplikacija

Glavni potrošač molibdena (do 85%) je metalurgija, gdje se lavovski dio iskopanog četrdeset drugog elementa troši na proizvodnju specijalnih konstrukcijskih čelika. Molibden značajno poboljšava svojstva legiranih metala. Dodatak ovog elementa (0,15-0,8%) značajno povećava otvrdljivost, poboljšava čvrstoću, žilavost i otpornost na koroziju konstrukcijskih čelika, koji se koriste u proizvodnji najkritičnijih dijelova i proizvoda.

Molibden i njegove legure su vatrostalni materijali, a ovaj kvalitet je jednostavno neophodan u proizvodnji obloga dijelova glave projektila i zrakoplova. Štoviše, upotreba takvih legura je moguća i kao pomoćni materijal - toplinski štitovi odvojeni od glavnog materijala toplinskom izolacijom, i kao glavni konstrukcijski materijal. Iako je molibden inferiorniji od volframa i njegovih legura u pogledu karakteristika čvrstoće, u pogledu specifične čvrstoće na temperaturama ispod 1.350-1.450 °C, molibden i njegove legure zauzimaju prvo mjesto, a legure titan-molibdena imaju granicu radne temperature od 1.500 °C. C!

Upravo zbog toga molibden i niobij, kao i njihove legure, koje imaju veću specifičnu čvrstoću do 1.370 °C u odnosu na tantal, volfram i legure na njihovoj bazi, imaju najveću primjenu u proizvodnji omotača i elemenata okvira rakete i supersonične letelice. Čelici otporni na toplinu legirani sa četrdeset drugim elementom koriste se za izradu školjki raketa i kapsula koje se vraćaju na zemlju, kao i panela saća svemirskih letjelica. aviona, toplotni štitovi, izmjenjivači topline, obloge ivica krila i stabilizatori u nadzvučnim avionima. Osim toga, molibden se koristi u čelicima namijenjenim za neke dijelove ramjet i turbomlaznih motora (klapni mlaznica, lopatice turbine, repne suknje, mlaznice raketnih motora, upravljačke površine u raketama na čvrsto gorivo). Materijali koji rade u ovim uvjetima zahtijevaju ne samo visoku otpornost na oksidaciju i plinsku eroziju, već i visoku dugotrajnu čvrstoću i otpornost na udar. Sve ove pokazatelje na temperaturama ispod 1370 °C zadovoljavaju molibden i njegove legure.

Molibden i njegove legure koriste se u dijelovima koji dugo rade u vakuumu, kao konstrukcijski materijal u nuklearnim energetskim reaktorima, za proizvodnju opreme koja radi u agresivnim sredinama (sumporna, hlorovodonična i fosforna kiselina). Da bi se povećala tvrdoća, molibden se uvodi u legure kobalta i kroma (steliti), koje se koriste za oblaganje rubova dijelova od običnog čelika koji su podložni habanju (abraziji). Budući da su molibden i njegove legure stabilne u rastaljenom staklu, široko se koristi u staklarskoj industriji, na primjer, za proizvodnju elektroda za taljenje stakla. Trenutno se legure molibdena koriste za izradu kalupa i jezgara za mašine za brizganje legura aluminijuma, cinka i bakra. Molibdenska legura volframa uparena sa čistim volframom koristi se za merenje temperatura do 2.900 °C u redukcionoj atmosferi.

U svom čistom obliku, molibden se koristi u obliku trake ili žice kao grijaći elementi u visokotemperaturnim (do 2.200 °C) indukcijskim pećima. Molibden i žica imaju široku primjenu u radioelektronskoj industriji (kao materijal za anode radio cijevi) i rendgenskoj tehnologiji za izradu raznih dijelova elektronskih cijevi, rendgenskih cijevi i drugih vakuumskih uređaja.

Brojna jedinjenja četrdeset i drugog elementa takođe su našla široku upotrebu. MoS2 disulfid i molibden diselenid MoSe2 se koriste kao maziva za trljajuće dijelove koji rade na temperaturama od -45 do +400 °C. Osim toga, molibden disulfid se dodaje u motorno ulje, gdje formira slojeve na metalnim površinama koji smanjuju trenje. Molibden heksafluorid se koristi prilikom nanošenja metalnog molibdena na različite materijale. Molibden disilicid MoSi2 koristi se u proizvodnji grijača za visokotemperaturne peći, Na2MoO4 se koristi u proizvodnji boja i lakova. Molibden telurid je veoma dobar termoelektrični materijal za proizvodnju termoelektričnih generatora. Mnoga jedinjenja četrdeset i drugog elementa (sulfidi, oksidi, molibdati) su dobri katalizatori hemijskih reakcija, a takođe su uključena u pigmentne boje i glazure.

Proizvodnja

U početku se obogaćuju rude molibdena, za šta se koristi metoda flotacije, zasnovana na različitoj površinskoj kvašenju minerala vodom. Fino mljevena ruda tretira se vodom uz dodatak velika količina flotacijski reagens, koji povećava razliku u vlaženju mineralnih čestica rude i otpadne stijene. Kroz nastalu smjesu se intenzivno duva zrak; istovremeno se njeni mehurići lepe za zrna onih minerala koji su manje vlažni. Ovi minerali se nose zajedno sa mjehurićima zraka na površinu i tako se odvajaju od lanca.

Ovako obogaćen molibdenski koncentrat sadrži 47-50% samog molibdena, 28-32% sumpora, 1-9% SiO2, a tu su i nečistoće drugih elemenata: gvožđa, bakra, kalcijuma i drugih. Koncentrat se podvrgava oksidativnom prženju na temperaturi od 560-600 °C u pećima s više ložišta ili pećima s fluidiziranim slojem. Ako je u koncentratu prisutan renijum, tokom pečenja nastaje isparljivi oksid Re2O7, koji se uklanja zajedno sa pećnim gasovima. Produkt pečenja je takozvani „pepeljak“ – kontaminiran nečistoćama MoO3.

Čisti MoO3, neophodan za proizvodnju metalnog molibdena, dobija se iz pepela na dva načina. Prva je sublimacija na temperaturi od oko 1000 °C, druga metoda je kemijska, u kojoj se šljunak ispire amonijačnom vodom. U tom slučaju molibden prelazi u rastvor (amonijum molibdat). Rastvor se pročišćava od nečistoća bakra, gvožđa i drugih elemenata, zatim se neutralizacijom ili isparavanjem izoluju amonijum polimolibdati i naknadnom kristalizacijom - uglavnom paramolibdata (NH4)6Mo7O244H2O. Nakon toga, kalcinacijom amonijum paramolibdata na 450-500 °C, dobija se čisti MoO3 koji ne sadrži više od 0,05% nečistoća.

Dešava se da se umjesto pečenja koncentrat molibdena razgrađuje dušičnom kiselinom, a rezultirajuća molibdenska kiselina MoO3∙H2O se istaloži, koja se otopi u amonijačnoj vodi i dobije se amonijum paramolibdat. Određeni udio četrdeset drugog elementa ostaje u primarnoj otopini, iz koje se molibden izdvaja jonskom izmjenom ili ekstrakcijom. Prilikom prerade niskokvalitetnih koncentrata koji sadrže 10-20% molibdena, pepeo se ispire sa Na2CO3, a iz nastalih rastvora Na2MoO4 taloži se CaMoO4, koji se koristi u crnoj metalurgiji. Druga metoda, koristeći ionsku izmjenu ili tečnu ekstrakciju, je prenošenje otopine Na2MoO4 u otopinu (NH4)2MoO4, iz koje se zatim izoluje amonijum paramolibdat.

Redukovanjem čistog MoO3 u struji suvog vodonika dobija se metalni molibden (u obliku praha). Proces se odvija u cevnim pećima u dve faze: prvi na temperaturi od 550-700 °C, drugi na 900-1.000 °C.

Kompaktni molibden se proizvodi uglavnom metalurgijom praha ili topljenjem. Metoda metalurgije praha uključuje utiskivanje praha u radni komad i sinteriranje radnog predmeta. Prah molibdena se presuje u čeličnim kalupima pod pritiskom od 0,2-0,3 MPa (2000-3000 kgf/cm2), zatim sinteruje prvo na 1.000-1.200 °C u atmosferi vodika - prethodno sinterovanje, čija je svrha povećanje čvrstoće i električnu provodljivost šipki, a zatim na 2.200-2.400 °C - visokotemperaturno sinterovanje. Kao rezultat, dobijaju se relativno mali radni komadi (presjek 2-9 cm2 i dužina 450-600 mm). Rezultirajući praznini (sinterovane šipke) se obrađuju pritiskom (kovanje, provlačenje, valjanje). Za dobivanje većih gredica koristi se lučno topljenje, što omogućava dobivanje ingota težine do dvije tone. Topljenje u lučnim pećima vrši se u vakuumu. Između katode (paket sinterovanih molibdenskih šipki) i anode (ohlađeni bakarni lončić) zapaljuje se luk. Katodni metal se topi i skuplja u lončić. Zbog visoke toplinske provodljivosti bakra i brzog odvođenja topline, molibden se stvrdne.

Za dobijanje posebno čistog molibdena koristi se topljenje u elektronskom snopu (elektronsko topljenje). Zagrijavanje metala snopom elektrona temelji se na pretvaranju većine kinetičke energije elektrona u toplinu kada se sudare s površinom metala. Topljenje se vrši u visokom vakuumu, čime se obezbeđuje uklanjanje nečistoća koje isparavaju na temperaturi topljenja (O, N, P, As, Fe, Cu, Ni i dr.). Nakon takvog topljenja, čistoća metala prelazi 99,9%.

Obećavajuća metoda za proizvodnju molibdena je aluminotermna redukcija MoO3; ingoti dobiveni ovom metodom se rafiniraju vakuum topljenjem u lučnim pećima. Osim toga, molibden se dobija redukcijom MoF6 ili MoCl5 vodonikom, kao i elektrolitičkim putem u rastopljenim solima. Za proizvodnju feromolibdena (legura od 55-70% Mo, ostatak Fe), koji služi za uvođenje aditiva četrdeset drugog elementa u čelik, redukcija kalciniranog molibdenitnog koncentrata (pekuljice) sa ferosilicijumom u prisustvu željezne rude i koriste se čelične strugotine.

Fizička svojstva

Molibden je metal svijetlosive boje. Međutim, njegov izgled uvelike ovisi o načinu proizvodnje. Zbijeni (sinterirani) molibden bez prerade (u obliku šipki i praznina za valjanje molibdena) je prilično tamni metal, dopušteni su tragovi oksidacije. Kompaktni valjani metal (u obliku ingota, žice ili limova) nakon obrade dolazi u raznim bojama: od tamne, gotovo crne, do srebrno izblijedjele (zrcalne). Boja zavisi od načina obrade: tokarenje, brušenje, hemijsko čišćenje (jetkanje) i elektropoliranje. Molibden dobijen u obliku ogledala (razgradnjom) je sjajan, ali siv. Praškasti četrdesetdrugi element je tamno sive boje.

Molibden kristalizira u kubičnoj rešetki sa središtem tijela s periodom od a = 0,314 nm, z = 2. Atomski radijus 1,4 A, jonski radijusi Mo4+ 0,68 A, Mo6+ 0,62 A. Četrdeset drugi element je vatrostalni metal sa tačkom koja je vatrostalna. 2620°C i tačka ključanja - 4639°C. Samo volfram (oko 3400°C), renijum (oko 3190°C) i tantal (3000°C) imaju više tačke topljenja. Gustina molibdena je 10,2 g/cm3, što je uporedivo sa gustinom srebra (10,5 g/cm3), a Mohsova skala definiše njegovu tvrdoću kao 5,5 bodova. Specifični toplotni kapacitet molibdena na 20-100 °C je 0,272 KJ/(kg K), odnosno 0,065 cal/(g deg). Toplotna provodljivost na 20 °C za četrdeset drugi element je 146,65 W/(m K), odnosno 0,35 cal/(cm sec deg). Termički koeficijent linearne ekspanzije (5,8-6,2) 10-6 na 25-700 °C. Istraživši fizička svojstvačetrdeset drugi element, naučnici su otkrili da metal ima zanemarljiv koeficijent termičkog širenja (oko 30% koeficijenta ekspanzije bakra). Kada se zagrije od 25 do 500 °C, dimenzije molibdenskog dijela će se povećati za samo 0,0000055 od prvobitne vrijednosti. Čak i kada se zagrije iznad 1200 °C, molibden se teško širi. Ovo svojstvo je odigralo veliku ulogu u elektrovakuum tehnologiji.

Molibden je paramagnetičan, njegova atomska magnetna osjetljivost je približno 90 10-6 (na 20 °C). Specifični električni otpor je 5,2 10-8 Ohm m, odnosno 5,2 10-6 Ohm cm; radna funkcija elektrona 4,37 eV. Temperatura prijelaza u supravodljivo stanje je 0,916 K. Molibden je dobar provodnik struje, po ovom parametru je samo tri puta inferiorniji od srebra. Međutim, njegova električna provodljivost je veća od željeza, nikla, platine i mnogih drugih metala.

Molibden je savitljiv i duktilni metal i prelazni je element. Kao i brojni drugi metali, mehanička svojstva su određena čistoćom metala i prethodnom mehaničkom i termičkom obradom (što je metal čistiji, to je mekši). Prisustvo nečistoća povećava tvrdoću i lomljivost metala. Dakle, kada je kontaminiran dušikom, ugljikom ili sumporom, molibden, kao i krom, postaje lomljiv, tvrd, lomljiv, što značajno otežava njegovu obradu. U potpuno čistom stanju, kompaktni molibden je duktilan, savitljiv i savitljiv, te se može lako štancati i valjati. Karakteristike čvrstoće molibdena na visokim temperaturama (ali ne u oksidirajućem okruženju) premašuju snagu većine drugih metala. Za štap od sinterovanog molibdena, tvrdoća po Brinellu je 1500-1600 Mn/m2, odnosno 150-160 kgf/mm2. Za kovanu šipku - 2000-2300 Mn/m2; za žarenu žicu - 1400-1850 Mn/m2. U pogledu čvrstoće, molibden je nešto inferiorniji od volframa, ali je duktilniji i lakše se savija. mašinska obrada i tretman pritiskom. Osim toga, rekristalizirajuće žarenje ne dovodi do lomljivosti metala. Metal se, kao i njegove legure, odlikuje visokim modulom elastičnosti (285-300 GPa), malim poprečnim presjekom hvatanja toplotnih neutrona (što mu omogućava da se koristi kao konstrukcijski materijal u nuklearnim reaktorima), dobrom otpornošću na toplinu i niskotemperaturni koeficijent ekspanzije.

Unatoč brojnim prednostima četrdeset drugog elementa povezanih s njegovim fizičkim i mehaničkim svojstvima, on također ima niz nedostataka. To uključuje nizak sadržaj kalija u molibdenu; visoka krhkost njegovih spojeva; niska duktilnost na niskim temperaturama. Osim toga, prisustvo nečistoća ugljika, dušika ili sumpora čini metal tvrdim, krhkim i krhkim, što uvelike otežava njegovu obradu.

Hemijska svojstva

U vazduhu na sobnoj temperaturi, molibden je otporan na oksidaciju. Spora reakcija s kisikom počinje na 400 ° C (pojavljuju se takozvane tamne boje); na 600 ° C metal počinje aktivno oksidirati stvaranjem MoO3 trioksida (bijeli kristali zelenkaste nijanse, tačka topljenja 795 ° C, ključanje tačka 1,155°C), koji se takođe dobija oksidacijom molibden disulfida MoS2 i termolizom amonijum paramolibdata (NH4)6Mo7O24 4H2O.

Na temperaturama iznad 700 °C, četrdeset drugi element intenzivno stupa u interakciju s vodenom parom, formirajući MoO2 dioksid (tamno smeđi). Pored dva gore navedena oksida, molibden formira i niz oksida između MoO3 i MoO2, koji po sastavu odgovaraju homolognom nizu MonO3n-1 (Mo9O26, Mo8O23, Mo4O11), međutim, svi su termički nestabilni i razlažu se na temperaturi iznad 700 °C i formiraju MoO3 i MoO2. MoO3 oksid formira jednostavne (normalne) molibdenove kiseline - dihidrat H2MoO4 H2O, monohidrat H2MoO4 i izopolikiseline - H6Mo7O24, HMo6O24, H4Mo8O26 i druge.

Molibden ne reaguje hemijski sa vodonikom dok se ne rastopi. Međutim, kada se metal zagrije u vodiku, dolazi do određene apsorpcije plina (na 1000 ° C, 0,5 cm3 vodika se apsorbira u sto grama molibdena) uz stvaranje čvrste otopine. Sa dušikom, molibden formira nitrid iznad 1500 °C, čiji je vjerojatni sastav Mo2N. Čvrsti ugljik i ugljovodonici, kao i ugljen monoksid CO (II) na 1.100-1.200 °C reaguju sa metalom i formiraju karbid Mo2C, koji se topi razgradnjom na približno 2.400 °C.

Molibden reaguje sa silicijumom, formirajući disilicid MoSi2 (tamno sivi kristali se ne rastvaraju u vodi, hlorovodonična kiselina, H2SO4, razlažu se u mešavini HNO3 sa fluorovodoničnom kiselinom), koji je veoma stabilan na vazduhu do 1500-1600 °C (njegova mikrotvrdoća iznosi 14.100 Mn/m2). Kada četrdeset drugi element stupi u interakciju sa parama selena ili H2Se, dobija se molibden diselenid sastava MoSe2 (tamno siva supstanca slojevite strukture), raspada se u vakuumu na temperaturi od 900 °C, nerastvorljiv je u vodi, i oksidira se HNO3. Kada su izloženi parama sumpora i vodonik sulfida na temperaturama iznad 440, odnosno 800 °C, formira se disulfid nalik grafitu MoS2 (praktički nerastvorljiv u vodi, hlorovodoničkoj kiselini, razblaženom H2SO4). MoS2 se razgrađuje na temperaturi iznad 1200 °C i formira Mo2S3.

Osim njega, molibden stvara još tri spoja sa sumporom, koji se dobivaju samo umjetno: MoS3, Mo2S5 i Mo2S3. Mo2S3 seskvisulfid (sivi igličasti kristali) nastaje brzim zagrijavanjem disulfida na 1700...1800°C. Molibden penta- (Mo2S5) i trisulfid (MoS3) su amorfne tvari tamno smeđe boje. Osim MoS2, praktično se koristi samo MoS3. Sa halogenima, četrdeset drugi element formira brojne spojeve u različitim oksidacijskim stanjima. Fluor djeluje na molibden na uobičajenim temperaturama, hlor na 250°C, formirajući MoF6 i MoCl6, respektivno. Za jod je poznat samo molibden dijodid MoI2. Molibden formira oksihalide: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 i druge.

U sumpornoj i hlorovodoničnoj kiselini, molibden je slabo rastvorljiv samo na 80-100°C. Dušična kiselina, kraljevska voda i vodonik peroksid polako otapaju metal na hladnom, brzo kada se zagreju. Mješavina dušične i sumporne kiseline dobro otapa molibden. Metal se otapa u vodikovom peroksidu i formira perokso kiseline H2MoO6 i H2MoO11. Molibden je stabilan u fluorovodoničnoj kiselini, ali se brzo rastvara u mešavini sa azotnom kiselinom. U hladnim alkalnim otopinama molibden je stabilan, ali ga vruće otopine donekle korodiraju. Metal se intenzivno oksidira rastopljenim alkalijama, posebno u prisustvu oksidirajućih sredstava, formirajući soli molibdinske kiseline.

Fizička i hemijska svojstva molibdena.
Molibden kristališe u kubičnoj rešetki sa središtem tela sa periodom a = 3,14. Atomski radijus 1,4, jonski radijusi Mo4+ 0,68, Mo6+ 0,62. Gustina 10,2 g/cm3 (20 °C); tmelt 2620 = 10 °C; tkip oko 4800 °C. Specifični toplotni kapacitet na 20-100 °C 0,272 kJ/(kgCHK), tj. 0,065 cal/(gHdeg). Toplotna provodljivost molibdena na 20 °C je 146,65 W/(cmHK), odnosno 0,35 cal/(cmHsecHdeg). Termički koeficijent linearne ekspanzije molibdena (5,8-6,2) Ch10-6 na 25-700 °C. Električna otpornost molibdena je 5,2H10-8 ohmHcm, tj. 5,2H10-6 ohmHcm; radna funkcija elektrona 4,37 eV. molibden je paramagnetičan; atomska magnetna osetljivost ~ 90H10-6 (20 °C).
Mehanička svojstva molibdena zavise od čistoće metala i prethodne mehaničke i termičke obrade. Tvrdoća molibdena po Brinellu je 1500-1600 MN/m2, odnosno 150-160 kgf/mm2 (za sinterovanu molibdensku šipku), 2000-2300 MN/m2 (za kovanu šipku od molibdena) i 1400-160 kgf/mm2 (za kovanu šipku od molibdena) i 1400-160 kgf/m2 žica); vlačna čvrstoća žarene žice od molibdena je 800-1200 Mn/m2. Modul elastičnosti molibdena je 285-300 H/m2. Molibden je duktilniji od volframa. Rekristalizirajuće žarenje ne dovodi do krhkosti molibdena.
Molibden je stabilan u vazduhu na uobičajenim temperaturama. Početak oksidacije molibdena (crna boja) se opaža na 400 °C. Počevši od 600 °C, metal brzo oksidira i formira MoO3. Vodena para na temperaturama iznad 700 °C intenzivno oksidira molibden u MoO2. Molibden ne reaguje hemijski sa vodonikom dok se ne rastopi. Fluor djeluje na molibden na uobičajenim temperaturama, hlor na 250 °C, formirajući MoF6 i MoCl5. Kada su izloženi parama sumpora i vodonik sulfida iznad 440 odnosno 800 °C, formira se molibden disulfid MoS2. Sa dušikom, molibden iznad 1500 °C formira molibdenov nitrid (vjerovatno Mo2N).
Čvrsti ugljik i ugljovodonici, kao i ugljen monoksid na 1100-1200 °C reaguju sa metalom da bi se formirao karbid Mo2C (topi se raspadanjem na 2400 °C). Iznad 1200 °C, molibden reaguje sa silicijumom, formirajući silicid MoSi2, koji je veoma stabilan na vazduhu do 1500-1600 °C (njegova mikrotvrdoća je 14.100 MN/m2).
Molibden je donekle rastvorljiv u hlorovodoničnim i sumpornim kiselinama samo na 80-100 °C. Dušična kiselina, carska voda i vodikov peroksid polako otapaju metal na hladnom, brzo kada se zagreju. Dobar rastvarač za molibden je mješavina dušične i sumporne kiseline. Volfram se ne rastvara u mešavini ovih kiselina. U hladnim alkalnim rastvorima, molibden je stabilan, ali je podložan koroziji kada se zagreva. Konfiguracija vanjskih elektrona atoma Mo4d55s1, najkarakterističnija valencija je 6.
Poznata su i jedinjenja 5-, 4-, 3- i 2-valentnog molibdena.
Molibden formira dva stabilna oksida - molibden trioksid MoO3 (bijeli kristali zelenkaste nijanse, tačka topljenja 795 °C, tkp 1155 °C) i MoO2 dioksid (tamno braon). Osim toga, poznati su međuoksidi koji po sastavu odgovaraju homolognom nizu Mon O3n-1 (Mo9O26, Mo8O23, Mo4O11); svi su termički nestabilni i raspadaju se iznad 700 °C dajući MoO3 i MoO2.
Molibden trioksid MoO3 stvara jednostavne (ili normalne) molibdenove kiseline - monohidrat H2MoO4, dihidrat H2MoO4 H2O i izopolikiseline - H6Mo7O24, H4Mo6O24, H4Mo8O26, itd. Pored gore navedenih,
Poznato je nekoliko molibdenskih perkiselina - H2MoOx; (x - od 5 do 8) i složenih heteropolispojina sa fosfornom, arsenom i bornom kiselinom. Jedna od uobičajenih soli heteropolikiselina je amonijum fosforomolibdat (MH4)3 [P (Mo3O10)4] P 6H2O. Od molibdenovih halogenida i oksihalida najvažniji su MoF6 fluorid (tačka topljenja 17,5 °C, tačka ključanja 35 °C) i MoCI hlorid (tačka topljenja 194 °C, tačka ključanja 268 °C). Mogu se lako pročistiti destilacijom i koriste se za dobijanje
molibden visoke čistoće.
Utvrđeno je postojanje tri molibden sulfida - MoS3, MoS2 i Mo2S3. Prva dva su od praktičnog značaja. Molibden disulfid MoS2 se prirodno javlja u obliku minerala molibdenita, koji se dobija djelovanjem sumpora na molibden ili spajanjem MoO3 sa sodom i sumporom. Molibden disulfid je praktično nerastvorljiv u vodi, HCl, razrijeđen sa H2SO4. Razlaže se na temperaturi iznad 1200 °C i formira Mo2S3.

molibden odnosi se na vatrostalne metale, kovan i duktilni metal, je prijelazni element. Mehanička svojstva, kao i kod većine metala, određena su čistoćom metala i prethodnom mehaničkom i termičkom obradom (što je metal čistiji, to je mekši). Prisustvo nečistoća povećava tvrdoću i lomljivost metala. Ima izuzetno nizak koeficijent toplinske ekspanzije.
Izgled metalnog molibdena zavisi od načina njegove pripreme. Zbijeni (sinterirani) molibden bez prerade (u obliku ingota, šipki i praznina za valjanje molibdena) je prilično tamni metal, dopušteni su tragovi oksidacije. Molibden u obliku valjanih proizvoda dolazi u raznim bojama: od tamne, gotovo crne, do srebrne (ogledalo). Sve zavisi od obrade metala. Valjani molibden se obrađuje: tokanjem, brušenjem, hemijskim čišćenjem (jetkanjem) i elektropoliranjem. Prah molibdena ima tamno sivu boju.
U pogledu čvrstoće, molibden je nešto inferiorniji od volframa, ali se lakše obrađuje i mehanički i pritiskom.
molibden i njegove legure se odlikuju visokim modulom elastičnosti, niskim temperaturnim koeficijentom ekspanzije, dobrom termičkom stabilnošću i malim poprečnim presjekom hvatanja toplotnih neutrona. Električna provodljivost molibdena je veća od željeza, ali niža od bakra. Molibden je duktilniji od volframa. Rekristalizirajuće žarenje ne dovodi do lomljivosti metala. Modul elastičnosti za molibden je 285-300 GPa.
U potpuno čistom stanju, kompaktni molibden je duktilan, savitljiv, savitljiv i prilično lako podložan štancanju i valjanju. Na visokim temperaturama (ali ne u oksidirajućoj atmosferi), snaga molibdena premašuje snagu većine drugih metala. Kada je kontaminiran ugljikom, dušikom ili sumporom, molibden, kao i krom, postaje lomljiv, tvrd, lomljiv, što ga čini mnogo težim za obradu. Vodonik je vrlo slabo rastvorljiv u molibdenu, tako da ne može značajno uticati na njegova svojstva. Molibden je dobar provodnik struje, u tom pogledu je samo 3 puta inferiorniji od srebra. Električna provodljivost molibdena je veća od platine, nikla, žive, gvožđa i mnogih drugih metala. Ovdje možemo istaknuti ulogu pseudolegura molibden-bakar, kao i takozvanih bakar-molibden bimetala, trimetala (laminita) iz legura bakar-molibden-bakar.

Fizička i hemijska svojstva molibdena

Nekretnina	Značenje
Atomski broj
Atomska masa, a.m.u. (molarna masa, g/mol)
Gustina (u normalnim uslovima), g/cm3
Tačka topljenja, K
Tačka ključanja, K
Toplota fuzije, kJ/mol
Toplota isparavanja, kJ/mol
Molarni volumen, cm3/mol
Molarni toplotni kapacitet, J/(K mol)
Parametar jedinične ćelije, nm
Atomski prečnik, nm
Atomski radijus, pm
Kovalentni radijus, pm
Jonski radijus, pm	(+6e) 62 (+4e) 70
Specifični toplotni kapacitet, J/(g K)
Koeficijent linearne ekspanzije, 10-6 K-1
Električni otpor, µOhm cm
Youngov modul, GPa
Modul smicanja, GPa
Poissonov omjer
Tvrdoća, HB
Elektronska konfiguracija
Elektronegativnost, (Paulingova skala)
Potencijal elektrode
Stanja oksidacije
Energija jonizacije, kJ/mol (prvi elektron, eV)
Rešetkasta struktura	Kubično tijelo centrirano
Parametri rešetke, A
Debajeva temperatura, K
Toplotna provodljivost, W/(m K)

molibden koristi se kao aditiv za legiranje raznim legurama, uključujući i visokokvalitetne čelike. molibden i legure molibdena koristi se u dijelovima koji rade dugo u vakuumu do 1800°C (u raketnim mlaznicama i u električnim vakuum uređajima), kao konstrukcijski materijal u nuklearnim energetskim reaktorima, za proizvodnju opreme koja radi u agresivnim sredinama. Žica od molibdena I molibdenska traka koristi se za proizvodnju visokotemperaturnih peći, ulaza električne struje u sijalice.

molibden a njegove legure su vatrostalni materijali. Za proizvodnju školjki za bojeve glave projektila i zrakoplova koriste se vatrostalni metali i legure na njihovoj osnovi u dvije verzije. U jednoj izvedbi, ovi metali služe samo kao toplinski štitovi, koji su toplinskom izolacijom odvojeni od glavnog konstrukcijskog materijala. U drugom slučaju, vatrostalni metali i njihove legure služe kao glavni konstrukcijski materijali. molibden zauzima drugo mjesto nakon volframa i njegovih legura po svojstvima čvrstoće. Međutim, u smislu specifične čvrstoće na temperaturama ispod 1350-1450°C molibden a njegove legure su na prvom mjestu. Tako se najviše koriste za proizvodnju omotača i elemenata okvira projektila i nadzvučnih aviona molibden i niobij i njihove legure koje imaju veću specifičnu čvrstoću do 1370°C u odnosu na tantal, volfram i legure na njihovoj osnovi.
Od molibden proizvodi saćaste ploče za svemirske letjelice, izmjenjivače topline, školjke za rakete i kapsule koje se vraćaju na zemlju, toplinske štitove, obloge rubova krila i stabilizatore u nadzvučnim avionima. Pojedini dijelovi ramjet i turbomlaznih motora (lopatice turbine, repne suknje, zaklopke mlaznica, mlaznice raketnih motora, upravljačke površine u raketama na čvrsto gorivo) rade u veoma teškim uslovima. Istovremeno, materijal zahtijeva ne samo visoku otpornost na oksidaciju i plinsku eroziju, već i visoku dugotrajnu čvrstoću i otpornost na udarce. Na temperaturama ispod 1370°C, ovi dijelovi se proizvode korištenjem molibden i njegove legure.
molibden- obećavajući materijal za opremu koja radi sa sumpornom, hlorovodoničnom i fosfornom kiselinom. Zbog visoke stabilnosti molibdena u rastopljenom staklu, široko se koristi u staklarskoj industriji, posebno za proizvodnju elektroda za topljenje stakla. Trenutno od legure molibdepa proizvodnja kalupa i jezgara za mašine za brizganje od legura aluminijuma, cinka i bakra. Visoka čvrstoća i tvrdoća legura molibdena na povišenim temperaturama dovele su do njihove upotrebe kao alata u toplom oblikovanju čelika i legura (trnovi za bušenje, matrice, kalupi za presovanje).

molibden značajno poboljšava svojstva čelika. Dodatak molibdena značajno povećava njihovu otvrdljivost. Mali dodaci Mo (0,15-0,8%) konstrukcijskim čelicima povećavaju njihovu čvrstoću, žilavost i otpornost na koroziju toliko da se koriste u proizvodnji najkritičnijih dijelova i proizvoda. Za povećanje tvrdoće molibden uvodi se u legure kobalta i hroma (steliti) koje se koriste za navarivanje ivica delova od običnog čelika podložnih habanju (abraziji).Takođe je deo niza legura otpornih na toplotu i kiseline na bazi nikl, kobalt i hrom.

U svom najčistijem obliku molibden koristi se u obliku trake ili žice, kao grijaći elementi električnih peći koje rade u atmosferi vodika na temperaturama do 1600°C. Molibdenska žica i kalaj se široko koriste u elektronskoj industriji i rendgenskom inženjerstvu za proizvodnju različitih dijelova elektronskih cijevi, rendgenskih cijevi i drugih vakuumskih uređaja.

Jedinjenja molibdena- sulfidi, oksidi, molibdati - su katalizatori hemijskih reakcija, pigmenti boja, sastojci glazura. Također molibden kao mikroaditiv uključen u đubriva. Molibden heksafluorid se koristi prilikom nanošenja metalnog molibdena na različite materijale. MoSi 2 se koristi kao čvrsto mazivo za visoke temperature. Čista monokristalna molibden koristi se za proizvodnju ogledala za gasnodinamičke lasere velike snage. Molibden telurid je veoma dobar termoelektrični materijal za proizvodnju termoelektričnih generatora (termo-emf sa 780 μV/K). Molibden trioksid (molibden anhidrid) se široko koristi kao pozitivna elektroda u litijumskim izvorima napajanja.

Koriste se i hemikalije jedinjenja molibdena. MoS 2 disulfid i molibden diselenid MoSe 2 se koriste kao mazivo za trljanje delova koji rade na temperaturama od -45 do +400°C. U bojama i lakovima laka industrija Za proizvodnju boja i lakova i za bojenje tkanina i krzna, brojni hemijski spojevi Mo se koriste kao pigmenti.

Desilo se to tek u poslednjoj četvrtini prošlog veka. Godine 1885. u fabrici u Putilovu istopljen je čelik koji je sadržavao 0,52% ugljika i 3,72% molibdena. Ispostavilo se da su njegova svojstva gotovo ista kao i svojstva volframovog čelika; Prije svega, privukla me velika tvrdoća i kao rezultat toga pogodnost za izradu metaloreznih alata. Samo 0,3% molibdena povećalo je tvrdoću čelika u istoj mjeri kao i 1% volframa, ali je to otkriveno tek kasnije.

Takođe utiče na kvalitet livenog gvožđa. Dodatak molibdena omogućava dobijanje finog kristalnog livenog gvožđa sa povećanom čvrstoćom i otpornošću na habanje.

1900. godine, na Svjetskoj industrijskoj izložbi u Parizu, izložen je čelik koji je sadržavao i imao izvanredno svojstvo: rezači napravljeni od njega su kaljeni tokom rada. A 10 godina ranije, u godini stogodišnjice otkrića elementa br. 42, razvijen je proces topljenja feromolibdena, legure molibdena sa željezom. Dodavanje u talog određene količine ove legure, počeli su proizvoditi posebne vrste čelika. zajedno s kromom, niklom i kobaltom, naširoko se koristi kao legirajući element, a čelik se obično legira ne tehničkim molibdenom, već feromolibdenom - to je isplativije.

U međuvremenu se približavao prvi Svjetski rat. Vojni odjeli evropskih sila zahtijevali su od industrije jak oklop za brodove i utvrđenja, a posebno jak čelik za topove. Cijevi pištolja počele su se izrađivati ​​od krom-molibdena i nikl-molibden čelika, koje karakterizira visoka granica elastičnosti i istovremeno podložne okretanju s visok stepen tačnost. Od krom-molibdena izrađivali su se oklopne školjke, brodska okna i drugi važni dijelovi.

Kompanija Winchester koristila je ovaj čelik za proizvodnju puščanih cijevi i prijemnika. Pojavljivalo se sve više teških motora. Trebala im je velika lopta i valjkasti ležajevi koji mogu izdržati teška opterećenja. A krom-molibden i nikl-molibden čelici su bili prikladni za tu svrhu. Danas, kada se milioni tona ruda molibdena godišnje iskopaju iz utrobe Zemlje, crna metalurgija apsorbuje 90% ukupnog molibdena.

Molibden i avijacija

Kada avioni više nisu bili napravljeni od drveta i platna, nisu bili potrebni samo snažni motori i lagani limovi, već i čvrsti okvir od metalnih cijevi. U početku se avijacija zadovoljavala cijevima od ugljičnog čelika, ali veličina aviona je rasla... Bile su potrebne cijevi mnogo većeg prečnika, ali tanke debljine zida. Cijevi od krom-vanijum čelika bi u principu mogle biti prikladne, ali ovaj čelik nije mogao izdržati izvlačenje do potrebnih dimenzija, a na mjestima zavarivanja takve cijevi su se „opuštale“ hlađenjem i gubile snagu.

Iz ovog ćorsokaka bilo je moguće izaći zahvaljujući hrom-molibdenskom čeliku. Cijevi iz njega su bile dobro izvučene, savršeno zavarene i, što je najvažnije, u tankim presjecima nisu se "kalile" tokom zavarivanja, već su se, naprotiv, samostvrdnule na zraku. Količina molibdena u čeliku iz kojeg su izvučeni bila je izuzetno mala: 0,15-0,30%.

Elektrotehnika i radiotehnika

Filamenti konvencionalnih električnih lampi su napravljeni od volframa, koji je vatrostalniji od svih ostalih i daje najveći izlaz svjetlosti. Ali ako zalemite volframovu nit u staklenu šipku u sredini sijalice, ona će uskoro puknuti zbog termičkog širenja niti.

Kada su proučavana fizička svojstva molibdena, otkriveno je da ima zanemariv koeficijent toplinskog širenja. Kada se zagrije od 25 do 500°C, dimenzije molibdenskog dijela će se povećati za samo 0,0000055 od prvobitne vrijednosti. Čak i kada se zagrije na 1200°C, molibden se jedva širi. Stoga su volframovi filamenti počeli da se okače na molibdenske kuke zalemljene. Nakon toga, molibden je igrao još veću ulogu u tehnologiji električnog vakuuma. Za vakuumske uređaje struja se napaja preko molibdenskih šipki, zalemljenih u posebnu, koja ima isti koeficijent toplinskog širenja kao molibden (ovo se zove molibden).

Legure otporne na toplinu

Tehnologija ultra-brzinih i svemirskih letova postavlja zadatak metalurga da dobiju materijale koji su sve otporniji na toplinu. Čvrstoća na visokim temperaturama prvenstveno ovisi o vrsti kristalne rešetke i, naravno, o kemijskoj prirodi materijala. Granica radne temperature za legure titanijuma je 550-600°C, legure molibdena - 860, a legure titan-molibdena - 1500°C!

Kako možemo objasniti tako značajan skok? Njegov razlog je u strukturi kristalne rešetke. Strani atomi se uvode u strukturu molibdena usmjerenu na tijelo, ovaj put atoma titana. Rezultat je takozvana intersticijska čvrsta otopina, čija se struktura može predstaviti na sljedeći način. Atomi molibdena, osnovnog metala, nalaze se u uglovima kocke, a atomi dodanog metala, titanijuma, nalaze se u centrima ovih kocki. Umjesto tjelesno centrirane kristalne rešetke pojavljuje se lice centrirana u kojoj se procesi omekšavanja pod utjecajem temperatura odvijaju mnogo manje brzo.

Ova namjerna promjena kristalne strukture metala jedan je od osnovnih principa legiranja.

Drugi razlog naglo povećanje otpornost na toplinu leži u činjenici da se spajaju vrlo različite stvari - molibden i. Ovo je opšte pravilo: što je veća razlika između atoma legiranog metala i osnovnog metala, to su veze nastale jače. Metalna veza je, takoreći, dopunjena hemijskom.

Legiranje, međutim, nije posljednja riječ u rješavanju problema legura otpornih na toplinu. Već u naše vrijeme otkrivena su izvanredna svojstva kristala nalik na niti, ili "brkova". Njihova snaga, u poređenju sa metalima koji se obično koriste u tehnologiji, je neverovatno visoka. To se objašnjava činjenicom da je kristalna struktura brkova praktički bez nedostataka, a tehnologija ultra-brzih letova uzima brkove u službu, stvarajući uz njihovu pomoć kompozitne materijale otporne na toplinu. Jedan od ovih materijala je aluminijum oksid ojačan molibdenovim brkovima, drugi je gornji deo ispunjen tehničkim ojačanjem. U poređenju sa konvencionalnim titanijumom, ovaj materijal može trajati 1000 puta duže u teškim uslovima.

Šta se može suprotstaviti vatrenom tornadu koji pogodi svemirski brod pri ulasku u guste slojeve atmosfere? Prije svega, toplinski zaštitni premaz i hlađenje. Da, hlađenje, u principu slično hlađenju motora automobila pomoću radijatora. Ovdje moraju funkcionirati samo energetski intenzivniji procesi. Mnogo topline je potrebno za isparavanje tvari, ali još više za sublimaciju - prijelaz iz čvrstog stanja direktno u plinovito stanje. Na visokim temperaturama molibden i

molibden ili lat. molibdaemon je duktilni metal svijetlosive boje (vidi sliku). U svom čistom obliku 1817. izolovao ga je J. Berzelius. U prirodi se ne nalazi u slobodnom obliku, a njegov sulfid je po izgledu vrlo sličan olovnom sulfidu, a skoro do 18. stoljeća ovi minerali su se zvali jednom riječju - molibden, što se sa starogrčkog prevodi kao "olovo".

Trenutno je poznato oko 20 minerala ove supstance - to su molibdati i sulfidne rude. Široko se koristi u metalurgiji u proizvodnji visokokvalitetnih čelika kao legirajući aditiv. Čisti element se koristi u proizvodnji ogledala za gasnodinamičke lasere velike snage, a uključen je i u mikrođubriva. Jedinjenja ovog makroelementa, kao što su oksidi, molibdati i sulfidi, koriste se u hemijskoj industriji kao katalizatori, pigmenti za boje i komponente za glazuru. Molibden se također nalazi u biljnim i životinjskim stanicama. U nekim zemljama molibden se dodaje mikrođubrivima kako bi se povećao sadržaj azota u zemljištu, čime se povećava prinos uzgajanih useva.

U posljednjih nekoliko godina postoje dokazi da se zahvaljujući njemu ne razvijaju neki karcinomi gastrointestinalnog trakta. Zanimljiva je činjenica da neki naučnici smatraju da na Marsu nema života zbog nedostatka molibdena na ovoj planeti.

Djelovanje molibdena

Efekat makroelementa na ljudski organizam utvrđen je proučavanjem enzima ksantin oksidaze pre samo pola veka. Iako mehanizam djelovanja ovog elementa na ljudsko tijelo još uvijek nije sasvim jasan. Daljnjim proučavanjem karakteristika elementa, naučnici su otkrili da molibden igra sljedeće uloge u tijelu:

• Sadržani u enzimima koji učestvuju u sintezi mokraćne kiseline, koja je krajnji proizvod metabolizma proteina, doprinose njenom uklanjanju iz organizma, čime se sprečava nastanak gihta.
• Kao antioksidans, normalizuje funkciju muške seksualne funkcije.
• Aktivira proizvodnju aminokiselina, podstičući nakupljanje dušika.
• Jedna je od važnih komponenti u procesu tkivnog disanja.
• Učestvuje u metabolizmu ugljikohidrata i masti.
• Zadržavanjem fluora u organizmu, sprečava uništavanje zubnog tkiva i sprečava nastanak karijesa.
• Promoviše iskorištavanje gvožđa u tijelu, čime se sprječava anemija.
• Odgovoran je za regulaciju rasta i metaboličkih procesa.
• Čini da antioksidansi, kao što su vitamini B12, C i E, djeluju efikasnije.
• Učesnik je u procesu stvaranja hemoglobina.
• Pozitivno utiče na crevnu mikrofloru.
• Uklanja toksine i pomaže kod trovanja.

Dnevna norma

Doktori se još nisu dogovorili o količini molibdena koju osoba treba da primi da bi zadovoljila dnevne potrebe. Neki nazivaju cifru 75-250 mcg dnevno, drugi cifru nazivaju nešto većom - 300-400 mcg dnevno. Ali ova brojka i dalje varira ovisno o dobi i težini. U svakom slučaju, bez obzira na brojke koje doktori najavljuju, osoba sa normalnom izbalansiranom ishranom dnevno dobija 50-100 mcg ovog makronutrijenta, čime se obezbeđuje potreban minimum.

Molibden ulazi u organizam s hranom i prilično ga dobro apsorbira sluznica želuca i zidovi tankog crijeva.

Imajte na umu da konzumiranje velikih količina alkohola, slatkiša i lijekova koji sadrže bakar može dovesti do potrebe da povećate unos ovog elementa.

Nedostatak molibdena u organizmu

Nedostatak ovog makronutrijenta je rijedak i uzrokovan je vegetarijanstvom, dugotrajnim stresnim situacijama, prisilnom primjenom intravenske prehrane i urođenim manama.

Nedostatak elementa može dovesti do prilično ozbiljnih posljedica - raznih bolesti mozga, očiju, bubrega, krvi, disfunkcije vestibularnog aparata. Dolazi do metaboličkog zastoja, razvijaju se alergijske reakcije i depresivna stanja. Osoba osjeća opštu slabost tijela. Neki mogu osjetiti kratak dah i srčanu aritmiju.

Višak molibdena

Višak elementa je rijetka pojava, ali ipak u industrijskim uvjetima, uz nedostatak bakra i uzimanje lijekova koji sadrže molibden, ova vjerovatnoća se povećava.

Teško je nazvati jedinjenja molibdena veoma toksičnim. Prilično je teško dobiti dozu opasnu po život u normalnim uslovima. To je 10-15 mg dnevno, ali naše tijelo je dizajnirano tako da što više molibdena primi, to se lošije apsorbira. Pa ipak, s predoziranjem, primjećuju se sljedeći simptomi: anemija, usporavanje rasta i razvoj gihta. U slučaju viška ove supstance propisuju se preparati bakra i sumpora.

Za održavanje treba konzumirati hranu koja sadrži molibden potrebna količina to u telu. Oni su prilično uobičajeni za svaku osobu, tako da kreiranje dijete nije teško:

• Zeleno lisnato povrće, kupus, spanać, pasulj, grašak, sočivo, semenke suncokreta.
• Žitarice i žitarice: pšenica, heljda, proso, ječam itd.
• Meso i iznutrice (jetra, bubrezi).
• Mliječni proizvodi i jaja.
• Pečurke.

Indikacije za upotrebu

Preparati koji sadrže molibden propisuju se za akutni nedostatak ovog makroelementa, uglavnom izazvan specifičnom prehranom. Da biste održali normalnu količinu, često se preporučuje prilagođavanje prehrane i tada se nećete susresti s problemom nedostatka ovog važnog elementa.