De molybdeen (Mo) is een overgangsmetaal, behorend tot groep 6, periode 5 van het Periodiek Systeem. Heeft elektronische configuratie (Kr) 4d55s1atoomnummer 42 en gemiddelde atoommassa van 95,94 g / mol. Het presenteert 7 stabiele isotopen: 92Ma, 94Ma, 95Ma, 96Ma, 97Ma, 98Mo en 100Mo; zijnde de isotoop 98Mo degene die in grotere verhouding is.
Het is een wit metaal met een zilverachtige uitstraling en heeft chemische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met chroom. In feite zijn beide metalen elementen van dezelfde groep, waarbij chroom zich boven molybdeen bevindt; d.w.z. molybdeen is zwaarder en heeft een hoger energieniveau.
Molybdeen komt niet vrij in de natuur voor, maar als onderdeel van mineralen, waarvan molybdeniet de meest voorkomende is (MoStweeBovendien wordt het geassocieerd met andere zwavelhoudende mineralen, waaruit ook koper wordt gewonnen..
Het gebruik ervan nam toe tijdens de Eerste Wereldoorlog, omdat het wolfraam verving, dat schaars was vanwege de massale exploitatie ervan.
Artikel index
Molybdeen wordt gekenmerkt door zijn grote duurzaamheid, corrosiebestendigheid, hoog smeltpunt, vervormbaar zijn en bestand tegen hoge temperaturen. Het wordt beschouwd als een vuurvast metaal omdat het een smeltpunt heeft dat hoger is dan platina (1.772 ° C)..
Het heeft ook een aantal extra eigenschappen: de bindingsenergie van zijn atomen is hoog, lage dampspanning, lage thermische uitzettingscoëfficiënt, hoog niveau van thermische geleiding en lage elektrische weerstand..
Al deze eigenschappen en kenmerken hebben het mogelijk gemaakt dat molybdeen talloze toepassingen en toepassingen heeft, waarvan de meest opvallende de vorming van legeringen met staal is..
Aan de andere kant is het een essentieel sporenelement voor het leven. In bacteriën en planten is molybdeen een cofactor die aanwezig is in tal van enzymen die een rol spelen bij de fixatie en het gebruik van stikstof.
Molybdeen is een cofactor voor de activiteit van oxotransferase-enzymen, die zuurstofatomen uit water overbrengen terwijl ze twee elektronen overdragen. Deze enzymen omvatten xanthine-oxidase van primaten, waarvan de functie is om xanthine te oxideren tot urinezuur..
Het kan worden verkregen uit verschillende voedingsmiddelen, waaronder: bloemkool, spinazie, knoflook, volle granen, boekweit, tarwekiemen, linzen, zonnebloempitten en melk.
Molybdeen is niet geïsoleerd in de natuur, dus in veel van zijn complexen werd het in de oudheid verward met lood of koolstof.
In 1778 slaagde Carl Wilhelm, een Zweedse chemicus en apotheker, erin molybdeen als een afzonderlijk element te identificeren. Wilhelm behandelde molybdeniet (MoStwee) met salpeterzuur, waardoor een zure verbinding werd verkregen waarin hij molybdeen identificeerde.
Later, in 1782, slaagde Peter Jacob Hjelm er met behulp van Wilhelm's zuurverbinding door reductie met koolstof in een onzuiver molybdeen te isoleren..
Wat is de kristalstructuur van molybdeen? De metaalatomen nemen bij atmosferische druk het lichaamsgerichte kubieke kristalsysteem (bcc) aan. Bij hogere drukken verdichten molybdeenatomen tot dichtere structuren, zoals vlakgecentreerd kubisch (fcc) en hexagonaal (hcp)..
De metaalbinding is sterk en valt samen met het feit dat het een van de vaste stoffen is met het hoogste smeltpunt (2623 ° C). Deze structurele sterkte is te wijten aan het feit dat molybdeen rijk is aan elektronen, de kristallijne structuur aanzienlijk dicht is en zwaarder is dan chroom. Deze drie factoren stellen u in staat de legeringen waarin het deel uitmaakt, te versterken.
Aan de andere kant, belangrijker dan de structuur van metallisch molybdeen, is die van de verbindingen. Molybdeen wordt gekenmerkt door zijn vermogen om dinucleaire (Mo-Mo) of polynucleaire (Mo-Mo-Mo- ···) verbindingen te vormen.
Het kan ook coördineren met andere moleculen om verbindingen te vormen met MoX-formules.4 tot MoX8. Binnen deze verbindingen is de aanwezigheid van zuurstof (Mo-O-Mo) of zwavel (Mo-S-Mo) bruggen gebruikelijk..
Massief zilver wit.
2.623 ºC (2.896 K).
4.639 ºC (4.912 K).
32 kJ / mol.
598 kJ / mol.
3,47 Pa bij 3.000 K..
5.5
Molybdeenverbindingen zijn slecht oplosbaar in water. Het molybdaat-ion MoO4-twee het is oplosbaar.
Het is bestand tegen corrosie en is een van de metalen die het beste de werking van zoutzuur weerstaat.
Het roest niet bij kamertemperatuur. Om snel te oxideren zijn temperaturen nodig van meer dan 600 ºC.
De elektronenconfiguratie van molybdeen is [Kr] 4d55s1, dus het heeft zes valentie-elektronen. Afhankelijk van aan welk atoom het bindt, kan het metaal al zijn elektronen verliezen en een valentie hebben van +6 (VI). Als het bijvoorbeeld bindingen vormt met het elektronegatieve fluoratoom (MoF6.
Het kan echter 1 tot 5 elektronen verliezen. De valenties omvatten dus het bereik van +1 (I) tot +5 (V). Wanneer het slechts één elektron verliest, verlaat het de 5s-orbitaal en blijft zijn configuratie behouden als [Kr] 4d5. De vijf elektronen van de 4d-orbitaal hebben zeer zure media en elektronachtige soorten nodig om het Mo-atoom te verlaten..
Welke van de zes valenties zijn de meest voorkomende? De +4 (IV) en +6 (VI). Mo (IV) heeft een [Kr] 4d-configuratietwee, terwijl Mo (VI), [Kr].
Voor de Mo4+ Het is niet duidelijk waarom het stabieler is dan bijvoorbeeld Mo3+ (zoals bij Cr3+Maar voor de Mo6+ het is mogelijk om deze zes elektronen te verliezen omdat het edelgas krypton iso-elektronisch wordt.
Hieronder vindt u een reeks molybdeenchloriden met verschillende valenties of oxidatietoestanden, van (II) tot (VI):
-Molybdeendichloride (MoCltweeEffen geel.
-Molybdeentrichloride (MoCl3Effen donkerrood.
-Molybdeentetrachloride (MoCl4Effen zwart.
-Molybdeen pentachloride (MoCl5Effen donkergroen.
-Molybdeen hexachloride (MoCl6Effen bruin.
Molybdeen is een essentieel sporenelement voor het leven, aangezien het als cofactor in tal van enzymen aanwezig is. Oxotransferasen gebruiken molybdeen als cofactor om hun functie te vervullen: het overbrengen van zuurstof uit water met een paar elektronen.
Onder de oxotransferases zijn:
Het enzym xanthine-oxidase katalyseert de terminale stap in het katabolisme van purines bij primaten: de omzetting van xanthine in urinezuur, een verbinding die vervolgens wordt uitgescheiden.
Xanthine-oxidase heeft FAD als co-enzym. Bovendien zijn niet-heem-ijzer en molybdeen betrokken bij de katalytische werking. De werking van het enzym kan worden beschreven door de volgende chemische vergelijking:
Xanthine + HtweeO + Otwee => Urinezuur + HtweeOFtwee
Molybdeen fungeert als de cofactor molybdopterine (Mo-co). Xanthine-oxidase wordt voornamelijk aangetroffen in de lever en de dunne darm, maar het gebruik van immunologische technieken heeft de locatie ervan mogelijk gemaakt in de borstklieren, skeletspieren en de nieren..
Het enzym xanthine-oxidase wordt geremd door het medicijn Allopurinol, dat wordt gebruikt bij de behandeling van jicht. In 2008 begon de commercialisering van het medicijn Febuxostat met betere prestaties bij de behandeling van de ziekte.
Het enzym aldehydeoxidase bevindt zich in het celcytoplasma en wordt zowel in het plantenrijk als in het dierenrijk aangetroffen. Het enzym katalyseert de oxidatie van het aldehyde tot carbonzuur.
Cytochroom P katalyseert ook oxidatie450 en de tussenproducten van het enzym monoamineoxidase (MAO).
Vanwege zijn brede specificiteit kan het enzym aldehydeoxidase veel geneesmiddelen oxideren en zijn functie voornamelijk in de lever uitoefenen. De werking van het enzym op het aldehyde kan als volgt worden geschetst:
Aldehyde + HtweeO + Otwee => Carbonzuur + HtweeOFtwee
Het enzym sulfietoxidase is betrokken bij de omzetting van sulfiet in sulfaat. Dit is de laatste stap in de afbraak van zwavelhoudende verbindingen. De door enzymen gekatalyseerde reactie vindt plaats volgens het volgende schema:
SW3-twee + H.tweeO + 2 (Cytochroom C) geoxideerd => SO4-twee + 2 (Cytochroom C) gereduceerd + 2 H.+
Een enzymtekort als gevolg van een genetische mutatie bij de mens kan leiden tot vroegtijdig overlijden.
Sulfiet is een neurotoxische verbinding, dus een lage activiteit van het enzym sulfietoxidase kan psychische aandoeningen, mentale retardatie, mentale achteruitgang en uiteindelijk de dood veroorzaken.
Molybdeen is betrokken bij het metabolisme van ijzer, waardoor de opname in de darmen en de vorming van erytrocyten wordt vergemakkelijkt. Bovendien maakt het deel uit van het glazuur van de tanden en helpt het samen met fluoride bij het voorkomen van gaatjes.
Een tekort aan molybdeeninname is in verband gebracht met een hogere incidentie van slokdarmkanker in regio's van China en Iran, vergeleken met regio's in de Verenigde Staten met een hoog molybdeengehalte..
Nitraatreductase is een enzym dat een vitale functie vervult in planten, omdat het samen met het enzym nitrietreductase een rol speelt bij de omzetting van nitraat in ammonium..
Beide enzymen hebben de cofactor (Mo-co) nodig voor hun functie. De reactie die wordt gekatalyseerd door het enzym nitraatreductase kan als volgt worden geschetst:
Nitraat + elektronendonor + HtweeO => Nitriet + geoxideerde elektronendonor
Het oxidatie-reductieproces van nitraat vindt plaats in het cytoplasma van plantencellen. Het nitriet, het product van de vorige reactie, wordt overgebracht naar het plastide. Het enzym nitrietreductase werkt in op nitriet en veroorzaakt ammoniak.
Ammonium wordt gebruikt om aminozuren te synthetiseren. Bovendien gebruiken planten molybdeen bij de omzetting van anorganische fosfor in organische fosfor..
Organische fosfor komt voor in tal van biologische functiemoleculen, zoals: ATP, glucose-6-fosfaat, nucleïnezuren, pholipiden, enz..
Een tekort aan molybdeen treft vooral de groep kruisbloemigen, peulvruchten, kerststerren en primula's..
Bij bloemkool veroorzaakt een molybdeentekort een beperking van de breedte van het blad, een vermindering van plantengroei en bloemvorming.
-Het is een katalysator voor de ontzwaveling van aardolie, petrochemicaliën en vloeistoffen uit steenkool. Het katalysatorcomplex omvat het MoStwee gefixeerd op aluminiumoxide en geactiveerd door kobalt en nikkel.
-Molybdaat vormt een complex met bismut voor de selectieve oxidatie van propeen, ammonium en lucht. Zo vormen ze acrylonitril, acetonitril en andere chemicaliën, die grondstoffen zijn voor de kunststof- en vezelindustrie..
Evenzo katalyseert ijzermolybdaat de selectieve oxidatie van methanol tot formaldehyde..
-Molybdeen is betrokken bij de vorming van pigmenten. Molybdeen-sinaasappel wordt bijvoorbeeld gevormd door het gelijktijdig neerslaan van loodchromaat, loodmolybdaat en loodsulfaat..
Dit is een licht en stabiel pigment bij verschillende temperaturen, dat verschijnt in felrode, oranje of roodgele kleuren. Het wordt gebruikt bij de bereiding van verven en kunststoffen, maar ook in producten van rubber en keramiek.
-Molybdaat is een corrosieremmer. Natriummolybdaat is gebruikt als vervanging voor chromaat om de corrosie van gehard staal bij een breed pH-bereik te remmen..
-Het wordt gebruikt in waterkoelers, airconditioners en verwarmingssystemen. Molybdaten worden ook gebruikt om corrosie te remmen in hydraulische systemen en in de automobieltechniek. Ook worden in verven pigmenten gebruikt die corrosie remmen..
-Molybdaat is vanwege zijn eigenschappen van hoog smeltpunt, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en hoge thermische geleidbaarheid bedoeld om tapes en draden te produceren die worden gebruikt door de verlichtingsindustrie.
-Het wordt gebruikt in halfgeleider-moederborden; in vermogenselektronica; glassmeltelektroden; kamers voor hoge temperatuur ovens en kathodes voor het coaten van zonnecellen en vlakke panelen.
-Verder wordt molybdaat gebruikt bij de productie van kroezen voor alle gangbare processen op het gebied van saffierverwerking..
-Molybdeen wordt gebruikt in legeringen met staal die bestand zijn tegen hoge temperaturen en drukken. Deze legeringen worden gebruikt in de bouwsector en bij de fabricage van onderdelen voor vliegtuigen en auto's..
-Molybdaat, zelfs in concentraties van slechts 2%, geeft zijn legering met staal een hoge corrosiebestendigheid..
-Molybdaat wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie; bij de vervaardiging van LCD-schermen; bij waterbehandeling en zelfs bij de toepassing van laserstraal.
-Molybdaatdisulfide is op zichzelf een goed smeermiddel en biedt extreme druktolerantie-eigenschappen bij de interactie van smeermiddelen met metalen.
Smeermiddelen vormen een kristallijne laag op het oppervlak van metalen. Hierdoor wordt de metaal-metaalwrijving tot een minimum beperkt, zelfs bij hoge temperaturen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.