עובדות על מוליבדן

מוליבדן הוא מתכת לבנה כסופה בעלת רקיע ועמידה מאוד בפני קורוזיה. יש לו אחת מנקודות ההתכה הגבוהות ביותר של כל היסודות הטהורים - רק לאלמנטים טנטלום וטונגסטן יש נקודות התכה גבוהות יותר. מוליבדן הוא גם חומר מזין חיוני לחיים.

כמתכת טרנזיסטור, מוליבדן יוצר בקלות תרכובות עם אלמנטים אחרים. מוליבדן מכיל 1.2 חלקים למיליון (ppm) מקרום כדור הארץ לפי משקל, אך הוא אינו נמצא חופשי בטבע. עפרות המוליבדן העיקריות הן מוליבדן (מוליבדן דיסולפיד), אך ניתן למצוא אותו גם בוולפנית (מוליבדאט עופרת) ובפוליט (מוליבדת סידן).

הוא מתאושש כתוצר לוואי של כריית נחושת או טונגסטן. מוליבדן ממוקש בעיקר בארצות הברית, סין, צ'ילה ופרו. על פי החברה המלכותית לכימיה (RSC), ההפקה העולמית עומדת על 200,000 טון בשנה.

רק העובדות

• מספר אטומי (מספר הפרוטונים בגרעין): 42
• סמל אטומי (בטבלה המחזורית של האלמנטים): מו
• משקל אטומי (המסה הממוצעת של האטום): 95.96
• צפיפות: 10.2 גרם לסנטימטר מעוקב
• שלב בטמפרטורת החדר: מוצק
• נקודת התכה: 4,753 מעלות פרנהייט (2,623 מעלות צלזיוס)
• נקודת רתיחה: 8,382 מעלות צלזיוס (4,639 מעלות צלזיוס)
• מספר איזוטופים (אטומים של אותו יסוד עם מספר שונה של נויטרונים): 24 שחיי מחצית החיים שלהם ידועים עם מספרים המוניים בין 86 ל 110.
• האיזוטופים הנפוצים ביותר: Mo-98 (24.1 אחוז); Mo-96 (16.7 אחוז); Mo-95 (15.9 אחוז); Mo-92 (14.8 אחוז); Mo-97 (9.6 אחוזים); Mo-100 (9.6 אחוז); Mo-94 (9.2 אחוזים).

גילוי

המולינפלד המינרל השחור הרך (מוליבדן גופרתי) טעה לרוב בעפרות גרפיט או עופרת עד 1778, כאשר ניתוח שנערך על ידי הכימאי הגרמני קרל שיל גילה כי הוא לא היה אחד החומרים הללו, ולמעשה היווה מרכיב חדש לחלוטין. אולם מכיוון שלשללה לא היה תנור מתאים להפחתת המוצק הלבן למתכת, עדיין יימשכו כמה שנים עד שאותו ייזהה האלמנט בפועל, לפי Chemicool. למעשה, שלילה התפרסם לימים בשם "מזל קשה שליי" מכיוון שהוא גילה מספר תגליות כימיות - כולל חמצן - אך האשראי תמיד ניתן למישהו אחר.

בשנים הבאות המשיכו המדענים להניח שמוליבניט מכיל יסוד חדש, אך עדיין היה קשה מאוד לזהות אותו, מכיוון שאיש לא הצליח לצמצם אותו למתכת. ישנם חוקרים שהמירו אותה לתחמוצת, אולם כאשר הוסיפה למים נוצרה חומצה מוליבדית, אך המתכת עצמה נותרה חמקמקה.

בסופו של דבר, הכימאי השוודי פיטר ג'ייקוב הלם טחן חומצה מולידית עם פחמן בשמן פשתן ליצירת משחה. העיסה אפשרה קשר הדוק בין הפחמן למוליבניט. הרם חימם את התערובת בכור היתוך סגור כדי לייצר את המתכת, אותה כינה אז מוליבדן, על שם המילה היוונית "מוליבדוס", שפירושה עופרת. על האלמנט החדש הוכרז בסתיו 1781, על פי החברה המלכותית לכימיה.

שימושים

רוב המוליבדן המסחרי משמש לייצור סגסוגות, שם הוא מתווסף כדי להגביר את הקשיות, חוזק, מוליכות חשמלית ועמידות בפני שחיקה וקורוזיה.

כמויות קטנות של מוליבדן ניתן למצוא במגוון רחב של מוצרים: טילים, חלקי מנוע, מקדחות, להבי מסור, חוטי תנור חשמליים, תוספי סיכה, דיו ללוחות מעגלים וציפוי מגן בדודים. הוא משמש גם כזרז בתעשיית הנפט. מוליבדן מיוצר ונמכר כאבקה אפורה, ורבים ממוצריו נוצרים על ידי דחיסת האבקה בלחץ גבוה במיוחד, כך על פי החברה המלכותית לכימיה.

בגלל נקודת ההתכה הגבוהה שלה, מוליבדן מתפקד בצורה מדהימה תחת טמפרטורות גבוהות מאוד. זה שימושי במיוחד במוצרים שצריכים להישאר משומנים בטמפרטורות קיצוניות אלה. אז במקרים בהם חומרי סיכה ושמנים מסוימים עשויים להתפרק או להידלק באש, חומרי סיכה עם מוליבדן סולפידים יכולים להתמודד עם החום ועדיין להמשיך לדברים לנוע.

מי ידע?

• מוליבדן הוא היסוד ה -54 הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ.
• לאטום המוליבדן מחצית ממשקלו וצפיפותו האטומית כטונגסטן. בגלל מוליבדן זה מחליף לעתים קרובות טונגסטן בסגסוגות פלדה, ומציע את אותה השפעה מטלורגית עם רק כמחצית המתכת, על פי אנציקלופדיה בריטניקה.
• "ברטה הגדולה", הרובה הגרמני, 43 טון ששימש במלחמת העולם השנייה, הכיל מוליבדן, ולא ברזל, כמרכיב חיוני בפלדה שלו, בגלל נקודת ההתכה הרבה יותר גבוהה שלו.
• מוליבדנה, או מוליבדנה, הוא מינרל שחור ורך ששימש בעבר לייצור עפרונות. המינרל נחשב להכיל עופרת ולעתים קרובות התבלבל בגלל גרפיט.
• מוליבניט משמש בסגסוגות מסוימות מבוססות ניקל, דוגמת ה- Hastelloys - סגסוגות פטנט שעמידות מאוד בפני פתרונות חום וקורוזיה וכימיקלים.

מיקרו-נוטרינט

מוליבדן הוא חומר מזין חיוני לחיים, אך יותר מדי ממנו רעיל.

מוליבדן קיים בעשרות אנזימים. אחד האנזימים החשובים הללו הוא חנקן, המאפשר לקחת את החנקן באטמוספירה ולהפוך לתרכובות המאפשרות לחיידקים, צמחים, בעלי חיים ובני אדם לסנתז ולנצל חלבונים.

אצל בני אדם, התפקיד העיקרי של מוליבדן הוא לשמש כזרז לאנזימים ולסייע בפירוק חומצות אמינו בגוף, על פי Drweil.com. בצמחים מוליבדן הוא יסוד קורט חיוני הנדרש לקיבוע ניטרוגני ותהליכים מטבוליים אחרים.

למוליבדן יש את האיכות הייחודית של להיות פחות מסיסים בקרקעות חומציות ויותר מסיסים בקרקעות אלקליות (זה בדרך כלל ההפך מבחינת מיקרו-תזונה אחרת). לפיכך, הזמינות של מוליבדן לצמחים היא די רגישה לתנאי pH וניקוז. בקרקעות אלקליות, למשל, צמחים מסוימים יכולים להכיל עד 500 עמודים לדקה של מוליבדן, על פי Lenntech. לעומת זאת אדמות אחרות עקרות בגלל מחסור במוליבדן באדמה.

הכרחי להתפתחות

שימוש מעניין נוסף למוליבדן הוא תפקידו במחקר מדעי. מוליבדן נמצא בשפע מאוד באוקיינוס ​​כיום, אך היה הרבה פחות כך בעבר. זה מאפשר לו לשמש אינדיקטור מצוין לכימיה אוקיאנית קדומה. מדענים בתחום הביוגיאולוגיה, למשל, חוקרים את כמות המוליבדן בסלעים קדומים כדי לעזור להעריך כמה חמצן יכול היה להיות באוקיאנוס ו / או באטמוספרה בפרק זמן מסוים.

לפני מספר שנים, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד, חשדו כי חסרים בחמצן ובמוליבדן עשויים להיות אחראים לפיגור גדול בהתפתחות. הם ידעו שלפני כ -2.4 מיליארד שנה, הייתה עלייה בחמצן על פני כדור הארץ וכי חמצן הצליח להגיע לפני השטח של האוקיאנוס כדי לתמוך במיקרואורגניזמים. עם זאת, המגוון של יצורים חיים נותר נמוך מאוד. למעשה, בעלי חיים לא הופיעו לפני כמעט 2 מיליארד שנה לאחר מכן - או לפני כ- 600 מיליון שנה - על פי ההודעה לעיתונות של המחקר שפורסם ב- Science Daily.

כאשר נשללים ממוליבדן, חיידקים אינם יכולים להמיר חנקן לצורה שימושית לחיים. אם חיידקים לא מצליחים להמיר חנקן במהירות מספקת, אז אוקריוטים לא יכולים לשגשג מכיוון שצורות חיים חד-תאיות אלה אינן מסוגלות להמיר חנקן בעצמן, כך מדווח Science Daily.

במחקר שפורסם בכתב העת Nature, החוקרים מדדו את רמות המוליבדן בפצלי שחור, סוג של סלע משקע עשיר בחומר אורגני ונמצא לעיתים קרובות בעומק האוקיאנוס. זה עזר להם להעריך כמה אולי מוליבדן מומס במי הים בהם נוצר המשקע.

אכן החוקרים מצאו ראיות חזקות לכך שהאוקיאנוס בתקופה זו היה חסר במוליבדן חשוב. הייתה לכך השפעה שלילית על התפתחותם של אאוקריוטים מוקדמים, שלדעת המדענים הולידו את כל בעלי החיים (כולל בני אדם), צמחים, פטריות ובעלי-תאים חד-תאיים כמו פרוטסטים.