Molybden je stříbřitě bílý kov, který je tažný a vysoce odolný proti korozi. Má jeden z nejvyšších bodů tání všech čistých prvků - pouze prvky tantal a wolfram mají vyšší teploty tání. Molybden je také mikronutrient nezbytný pro život.
Jako transistionový kov molybden snadno tvoří sloučeniny s jinými prvky. Molybden obsahuje 1,2 hmotnostních dílů na milión (ppm) zemské kůry, ale v přírodě se nenachází volný. Hlavní molybdenovou rudou je molybdenit (disulfid molybdenu), ale lze jej také nalézt ve wulfenitu (molybdenan olovnatý) a powellitu (molybdenan vápenatý).
Získává se jako vedlejší produkt těžby mědi nebo wolframu. Těžba molybdenu se provádí především ve Spojených státech, Číně, Chile a Peru. Podle Royal Society of Chemistry (RSC) je světová produkce kolem 200 000 tun ročně.
Jen fakta
- Atomové číslo (počet protonů v jádru): 42
- Atomový symbol (v periodické tabulce prvků): Mo
- Atomová hmotnost (průměrná hmotnost atomu): 95,96
- Hustota: 10,2 gramů na krychlový centimetr
- Fáze při pokojové teplotě: pevná látka
- Bod tání: 4 753 stupňů Fahrenheita (2 623 stupňů Celsia)
- Bod varu: 8 382 ° F (4 639 ° C)
- Počet izotopů (atomů stejného prvku s různým počtem neutronů): 24, jejichž poločasy jsou známy s hmotnostními čísly od 86 do 110.
- Nejběžnější izotopy: Mo-98 (24,1%); Mo-96 (16,7%); Mo-95 (15,9%); Mo-92 (14,8 procent); Mo-97 (9,6%); Mo-100 (9,6%); Mo-94 (9,2%).
Objev
Měkký černý minerální molybdenit (sulfid molybdenu) byl často mylně považován za grafit nebo olovnatou rudu až do roku 1778, kdy analýza německého chemika Carla Scheele odhalila, že to není ani jedna z těchto látek, a ve skutečnosti to byl úplně nový prvek. Ale protože Scheele neměla vhodnou pec pro redukci bílé pevné látky na kov, podle Chemicoolu by to ještě několik let bylo, než by byl prvek skutečně identifikován. Ve skutečnosti se Scheele později stal známým jako „Scheele s trochou štěstí“, protože provedl řadu chemických objevů - včetně kyslíku - ale zásluha byla vždy dána někomu jinému.
V příštích několika letech vědci nadále předpokládali, že molybdenit obsahuje nový prvek, ale bylo stále velmi obtížné jej identifikovat, protože nikdo ho nedokázal redukovat na kov. Někteří vědci ji však převedli na oxid, na kterém při přidání do vody vytvořili kyselinu molybdenovou, ale samotný kov zůstal nepolapitelný.
Nakonec švédský chemik Peter Jacob Hjelm rozemlel kyselinu molybdovou uhlíkem v lněném oleji, aby vytvořil pastu. Pasta umožňovala těsný kontakt mezi uhlíkem a molybdenitem. Hjelm pak zahříval směs v uzavřeném kelímku, aby vytvořil kov, který pak pojmenoval molybden, po řeckém slově „molybdos“, což znamená olovo. Nový prvek byl oznámen na podzim 1781, podle královské společnosti chemie.
Použití
Většina komerčních molybdenu se používá při výrobě slitin, kde se přidává ke zvýšení tvrdosti, pevnosti, elektrické vodivosti a odolnosti proti opotřebení a korozi.
Malá množství molybdenu lze nalézt v celé řadě produktů: rakety, části motoru, vrtáky, pilové listy, vlákna z elektrických ohřívačů, mazací přísady, inkoust pro desky plošných spojů a ochranné povlaky v kotlích. Používá se také jako katalyzátor v ropném průmyslu. Molybden je vyráběn a prodáván jako šedý prášek a mnoho z jeho produktů je tvořeno lisováním prášku pod extrémně vysokým tlakem, podle Royal Society of Chemistry.
Díky vysokému bodu tání molybdenu funguje za velmi vysokých teplot neuvěřitelně dobře. To je zvláště užitečné u produktů, které musí zůstat namazány při těchto extrémních teplotách. Takže v případech, kdy se některá maziva a oleje mohou rozkládat nebo se vznítit, mohou mazadla s molybdenovými sulfidy zvládnout teplo a stále udržovat věci v pohybu.
Kdo ví?
- Molybden je 54. nejběžnějším prvkem v zemské kůře.
- Atom molybdenu má polovinu atomové hmotnosti a hustoty jako wolfram. Vzhledem k tomuto molybdenu často nahrazuje wolfram ve slitinách oceli a nabízí stejný metalurgický efekt pouze s polovinou tolika kovu, podle Encyclopaedia Britannica.
- „Velká Bertha“, německá 43tunová děla používaná ve druhé světové válce, obsahovala spíše molybden než železo jako podstatnou součást své oceli, protože měla mnohem vyšší bod tání.
- Molybdenit, neboli molybden, je měkký černý minerál, který se kdysi používal k výrobě tužek. Předpokládalo se, že minerál obsahuje olovo a byl často zaměňován za grafit.
- Molybdenit se používá v určitých slitinách na bázi niklu, jako jsou slitiny patentované Hastelloysem, které jsou vysoce odolné vůči teplu, korozi a chemickým roztokům.
Mikronutrient
Molybden je mikronutrient nezbytný pro život, ale příliš mnoho je toxický.
Molybden je přítomen v desítkách enzymů. Jedním z těchto důležitých enzymů je dusíkáza, která umožňuje zachycení a přeměnu dusíku v atmosféře na sloučeniny, které umožňují bakteriím, rostlinám, zvířatům a lidem syntetizovat a využívat proteiny.
Podle Drweil.com je hlavní funkcí molybdenu u lidí jako katalyzátor enzymů a pomoc při rozkladu aminokyselin v těle. V rostlinách je molybden nezbytným stopovým prvkem nezbytným pro fixaci fornitrogenů a dalších metabolických procesů.
Molybden má jedinečnou kvalitu, protože je méně rozpustný v kyselých půdách a rozpustnější v alkalických půdách (u ostatních mikronutrientů je to typicky naopak). Dostupnost molybdenu rostlinám je proto velmi citlivá na pH a drenážní podmínky. Například v alkalických půdách mohou mít některé rostliny až 500 ppm molybdenu, podle Lenntech. Naproti tomu ostatní země jsou neúrodné kvůli nedostatku molybdenu v půdě.
Nezbytné pro evoluci
Dalším zajímavým využitím molybdenu je jeho role ve vědeckém výzkumu. Molybden je dnes v oceánu velmi hojný, ale v minulosti byl mnohem méně. To mu umožňuje sloužit jako vynikající ukazatel staré oceánské chemie. Vědci v oblasti biogeologie například studují množství molybdenu ve starých horninách, aby pomohli odhadnout, kolik kyslíku mohlo být přítomno v oceánu a / nebo atmosféře během určitého časového období.
Před několika lety, vědci z University of California v Riverside, měli podezření, že nedostatky v kyslíku a molybdenu mohou být zodpovědné za hlavní zpoždění vývoje. Věděli, že před asi 2,4 miliardami let došlo ke zvýšení hladiny kyslíku na zemském povrchu a že kyslík byl schopen dosáhnout hladiny oceánu, aby podporoval mikroorganismy. Rozmanitost živých organismů však zůstala velmi nízká. Ve skutečnosti se zvířata neobjevila až o téměř 2 miliardy let později - nebo asi před 600 miliony let - podle studie tiskové zprávy ve vědeckém denníku Science Daily.
Když jsou bakterie zbaveny molybdenu, nemohou přeměnit dusík na formu užitečnou pro živé věci. A pokud bakterie nemohou přeměnit dusík dostatečně rychle, pak eukaryoty nemohou prosperovat, protože tyto jednobuněčné formy života nejsou schopny přeměnit dusík samy o sobě, podle Science Daily.
Pro studii zveřejněnou v časopise Nature vědci měřili hladiny molybdenu v černé břidlicovce, typu sedimentární horniny bohaté na organickou hmotu a často nalézané hluboko v oceánu. To jim pomohlo odhadnout, kolik molybdenu mohlo být rozpuštěno v mořské vodě, kde se vytvořil sediment.
Vědci skutečně našli silný důkaz, že oceán v této době chyběl důležitý molybden. To by mělo negativní dopad na vývoj časných eukaryot, o nichž vědci věří, že dali vzniknout všem zvířatům (včetně lidí), rostlinám, houbám a jednobuněčným zvířatům, jako jsou protisté.
