عنصر مولیبدن یک فلز واسطه است که متعلق به گروه 6 جدول تناوبی است (سایر فلزات واسطه شامل وانادیوم و تیتانیوم هستند). این عنصر نقره ای یک فلز نسوز است، به این معنی که در برابر دماهای بالا و خوردگی بسیار مقاوم است. این فلز حدود 1.2 پی پی ام از پوسته زمین را تشکیل می دهد و به طور آزاد در طبیعت یافت نمی شود. بسیاری از خواص مهم مولیبدن وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرد، از جمله هدایت حرارتی و الکتریکی خوب، شکل پذیری و همچنین استحکام، و چگالی بالای 10.2 گرم بر سانتی متر مکعب. بیایید یاد بگیریم که این عنصر چقدر مفید است.

حقایق جالب در مورد مولیبدن
مولیبدن عمدتاً از کانی مولیبدنیت می آید که در ابتدا تصور می شد سرب یا گرافیت باشد. به طور همزمان، تصور می شد که “سنگ سرب” حاوی گوگرد است. تا اینکه در سال 1782 پیتر جاکوب هجلم مولیبدن را تشخیص داد.
نام مولیبدن از کلمه یونانی “molybdos” به معنای سرب مانند گرفته شده است. این نام همچنین گالن و گرافیت را توصیف می کند زیرا اشکال طبیعی آنها از نظر ساختاری مشابه هستند.
مولیبدنیت فراوان ترین کانی حاوی مولیبدن است.
کاربردهای مویبدنیت به دوران باستان بازمی گردد. یک شمشیر ژاپنی متعلق به قرن چهاردهم کشف شد که حاوی مولیبدن به عنوان یک عنصر آلیاژی است.
سالانه حدود 200000 تن مولیبدن در سراسر جهان تولید می شود. بزرگترین استخراج کنندگان این فلز آمریکا، چین، شیلی و پرو هستند.
لونا 24، یک برنامه فضایی در روسیه، نمونه هایی از مولیبدن را در ماه کشف کرد.
اهمیت بیولوژیکی مولیبدن

مولیبدن یک ریز مغذی ضروری نه تنها برای انسان، بلکه برای حیوانات و گیاهان نیز هست. چرا وجود این عنصر برای بدن بسیار مهم است؟ مولیبدن کوفاکتوری از چهار آنزیم مختلف در بدن ما است: سولفیت اکسیداز، گزانتین اکسیداز، آلدهید اکسیداز و جزء کاهنده آمیدوکسیم میتوکندری. این آنزیم ها مسئول کمک به متابولیسم و ​​تجزیه سولفیت های مضر هستند. بدون کوفاکتور، این آنزیم ها نمی توانند به طور موثر عمل کنند و سموم در بدن ما جمع می شوند.

گنجاندن این ماده مغذی در رژیم غذایی ما آسان است، زیرا غذاهای معمولی مانند حبوبات، غلات و گوشت اندام حاوی غلظت بالایی از آن هستند. بنابراین، مصرف مکمل های مولیبدن غیر ضروری است و حتی باید از مصرف آن خودداری کرد. در حالی که مطالعات سمیت مولیبدن در انسان محدود است، شناخته شده است که باعث کاهش رشد، نارسایی کلیه، ناباروری و اسهال در حیوانات می شود. مصرف بیش از حد این ریزمغذی ممکن است منجر به نقرس شود که می تواند باعث درد در مفاصل شود.

علاوه بر این، مولیبدن یک کوفاکتور نیتروژناز است که آنزیمی است که نیتروژن را تثبیت می کند. نیتروژناز در باکتری های تثبیت کننده نیتروژن زنده می ماند که نیتروژن را از هوا برای تغذیه گیاهان می گیرند. جای تعجب نیست که گیاهانی که در خاک های عاری از مولیبدن زندگی می کنند به احتمال زیاد زنده نمی مانند. بنابراین، مولیبدات سدیم اغلب به عنوان کود برای گیاهان برای اطمینان از رشد سالم و برداشت زیاد استفاده می شود.

کاربردهای مولیبدن در دنیای امروز
آلیاژها

کاربرد اصلی مولیبدن در آلیاژها است. این فلز به دلیل نقطه ذوب بالای 2622 درجه سانتی گراد (4752 درجه فارنهایت) و توانایی افزایش سختی، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی، یک عامل آلیاژی شگفت انگیز است. علاوه بر این، این ماده بسیار انعطاف پذیر است و آن را در شرایط سخت تحمل می کند. محصولات حاوی آلیاژهای مولیبدن می توانند در محدوده دمایی زیاد و محیط های بسیار خورنده مقاومت کنند. بنابراین این آلیاژ برای تولید فناوری صنعتی مفید است.

“مولی فولاد” یک آلیاژ مولیبدن-فولاد است. افزودن مولیبدن به فولاد نه تنها استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد، بلکه هدایت الکتریکی را نیز افزایش می دهد. علاوه بر این، افزودن مولیبدن به غلظت‌های کوچک فولاد، یک فولاد بسیار قوی ایجاد می‌کند که در فشارهای بالای 300000 پوند بر اینچ، پایدار است. فولاد مولی یک جزء مهم در ساخت موتور مانند قطعات موشک و هواپیما است.

مولیبدن یک افزودنی به آلیاژهای نیکل است. در حالی که این آلیاژهای نیکل مولیبدن در برابر خوردگی نیز بسیار مقاوم هستند، توانایی آنها در مقاومت در برابر زوال شیمیایی این ماده را در صنایع شیمیایی ارزشمند می کند. از کاربردهای این آلیاژ می توان به تقویت محلول جامد، سخت شدن رسوبی، اکسید زدایی، گوگرد زدایی و غیره اشاره کرد.

یکی دیگر از آلیاژهای مولیبدن، کرومولی است که از عنصر کروم تشکیل شده است. این فولاد کم آلیاژ برای ساخت و ساز، خودروسازی و صنعت نفت و گاز قابل توجه است. دلیل مفید بودن این آلیاژ این است که در برابر خزش مقاوم است و می تواند تا دمای 530 درجه سانتیگراد (986 درجه فارنهایت) دوام بیاورد.

یک آلیاژ دیگر آلیاژ تنگستن مولیبدن است که آلیاژ Mo-W نیز نامیده می شود. آنچه این ماده را متمایز می کند، توانایی آن برای زنده ماندن در مذاب روی و دماهای بسیار بالا است. برخی از کاربردها عبارتند از ساخت روی و ابزار همزن برای شیشه و کمک به تولید پوشش برای صفحه های تخت.

مولیبدن در صنایع شیمیایی

عنصر مولیبدن برای عملکرد آن به عنوان یک کاتالیزور برای صنایع شیمیایی حیاتی است

روان کننده. یکی از زمینه هایی که از این عنصر استفاده می کند، صنعت نفت است. نه تنها به عنوان یک کاتالیزور در پالایش نفت عمل می کند، بلکه به هیدروسولفورزدایی، که فرآیند حذف گوگرد از گاز طبیعی است، کمک می کند.

علاوه بر این، مولیبدن یک کاتالیزور برای تولید پلیمر و پلاستیک با شروع اکسیداسیون انتخابی از طریق سنتز آکرولئین است.

تاریخچه عنصر مولیبدن
چه کسی و چه زمانی مولیبدن را کشف کرد؟

کارل ویلهلم شیله، دانشمند سوئدی، کانی مولیبدنیت را در سال 1768 کشف کرد. مولیبدنیت فراوان ترین کانی حاوی مولیبدن است. در حالی که او می‌توانست تشخیص دهد که مولیبدنیت حاوی ترکیب سولفیدی است، نمی‌توانست تشخیص دهد که این ترکیب از چه عنصری می‌آید. او این ماده معدنی را در اسید نیتریک داغ قرار داد تا تجزیه شود و سپس اقدام به سوزاندن محصول در هوا کرد. این فرآیند یک پودر اکسید سفید تولید کرد. متأسفانه، شیل مجبور شد آزمایش خود را در اینجا متوقف کند، زیرا او به تجهیزات مناسب برای تجزیه بیشتر پودر دسترسی نداشت. بعداً در سال 1782، پیتر جاکوب هجلم یافته‌های شیل را گرفت و پودر اکسید سفید را با کربن کاهش داد. این یک پودر فلز تیره به دست آمد که مولیبدن نام داشت.

واکنش های مولیبدن
حل کردن مولیبدن عنصری

اگر می خواهید مولیبدن فلزی را حل کنید، باید از یک عامل اکسید کننده استفاده کنید. بنابراین HF، HCl یا H2SO4 به تنهایی مولیبدن را حل نمی کند. اگر پودر مولیبدن را در HCl داغ قرار دهید، محلول کمی سبز می شود، اما احتمالاً به دلیل لایه اکسید روی سطح مولیبدن است که به عنوان عامل اکسید کننده عمل می کند.

اگر پودر مولیبدن را در مخلوط HCl و هپتامولیبدات آمونیوم بریزید، واقعاً شروع به حل شدن مولیبدن می کند و یک محلول سبز تشکیل می دهد. HNO3 رقیق مولیبدن را خیلی سریع حل می کند و به حالت اکسیداسیون +5 اکسید می شود. HNO3 غلیظ، aqua regia یا مخلوطی از HNO3 و HBr می تواند مولیبدن را به H2MoO4 اکسید کند که به صورت جامد سفید رنگ در کف بشر/لوله آزمایش ظاهر می شود.

اسید نیتریک دود سفید به دلیل تشکیل لایه غیرفعال نمی تواند مولیبدن را حل کند، اما اگر چند قطره آب اضافه کنید، واکنش بسیار شدیدی رخ می دهد و مقدار زیادی MoO3 شروع به تشکیل می کند.

بهترین ترکیب برای حل کردن مولیبدن پراکسید هیدروژن است که به عنوان اکسید کننده و همچنین به عنوان عامل کمپلکس کننده عمل می کند. می توانید از پراکسید هیدروژن به تنهایی یا در مخلوط با اسیدها / هیدروکسیدها / آمونیاک استفاده کنید. کمپلکس های Mo(VI)-پراکسید در محلول قلیایی ناپایدار هستند و (به ویژه در محلول داغ) به مولیبدات و اکسیژن منفرد تجزیه می شوند.

به طور کلی، مولیبدن در دماهای بالا واکنش پذیرتر است. در دمای اتاق، این فلز با فلوئور واکنش داده و کمی در اسیدهای هیدروفلوئوریک، کلریدریک و سولفوریک حل می شود. با این حال، در دمای 250 درجه سانتیگراد (482 درجه فارنهایت)، ترکیبات نیترات و غلظت بالای سولفات به راحتی مولیبدن را خورده می کنند.

مولیبدن در دمای اتاق نه به آب و نه به اکسیژن واکنش نشان می دهد. هنگامی که دما به 500 درجه سانتیگراد (932 درجه فارنهایت) می رسد، اکسیداسیون به سرعت رخ می دهد. در دمای 650 درجه سانتیگراد (1202 درجه فارنهایت) و بالاتر، مولیبدن به تری اکسید مولیبدن، MoO3 تبخیر می شود.

در دماهای بالا واکنش های بیشتری وجود دارد. در دمای 600 درجه سانتیگراد (1112 درجه فارنهایت)، عنصر نیتروژن شروع به حل شدن به مولیبدن می کند. با افزایش گرما، این دو عنصر با شدت بیشتری واکنش نشان می دهند تا ترکیبی شکننده تولید کنند. علاوه بر این، کشف شده است که مولیبدن ماده غذایی محدود کننده تثبیت نیتروژن در خاک است. در نتیجه غلظت های بالاتر مولیبدن باعث افزایش سرعت تثبیت نیتروژن می شود. در اینجا با این واکنش بیشتر آشنا شوید.

ترکیبات مولیبدن
اکسیدها

اکسیدهای مولیبدن محصولات گرمایش دی سولفید مولیبدن، MoS2 در هوا هستند. اینها ترکیبات همه کاره ای هستند که هم به شکل خالص و هم در ترکیب با عناصر دیگر مفید هستند. اکسیدها در آب نامحلول هستند و از نظر حرارتی پایدار هستند، خواص مفیدی در صنایع شیشه و سرامیک. انواع مختلفی از اکسیدهای مولیبدن در حالت‌های اکسیداسیون مختلف وجود دارد که باعث می‌شود ساختارهای کریستالی مختلف را تشکیل دهند و جای خالی اکسیژن را در خود نگه دارند.

تری اکسید مولیبدن، MoO3 را می توان یکی از بادوام ترین ترکیبات در نظر گرفت، زیرا پیش ساز تقریباً سایر ترکیبات مولیبدن است. این جامد متراکم به صورت پودر سفید رنگ در دمای اتاق ظاهر می شود و به مایع زرد تیره تبدیل می شود که سپس به کریستالی زرد تبدیل می شود. هنگامی که با آب قلیایی قوی ترکیب می شود، حل می شود و یون های مولیبدات، MoO42- را تشکیل می دهد. MoO42- تحت واکنش های تراکم برای تولید اکسیانیون ها قرار می گیرد. علاوه بر این، تری اکسید مولیبدن به عنوان یک کاتالیزور در پلیمریزاسیون الفین ها و همچنین تولید کننده فلز و آلیاژهای مولیبدن عمل می کند.

سولفیدها

دی سولفید مولیبدن یک پودر سیاه رنگ است که کاملاً بی اثر است و به سختی در اسیدها حل می شود. این ترکیب یک دی‌کالکوژنید فلز واسطه است که نیمه‌رسانای ترکیبات فلز واسطه-کالکوژن هستند. این فلزات بسیار محکم، اصطکاک کم و مستحکم هستند، زیرا دارای ضخامت منحصر به فرد در مقیاس اتمی و جفت چرخشی-مدار قوی هستند.

این خواص باعث ایجاد مولیبد می شود

دی سولفیدهای enum برای کاربردهای الکترونیکی و مکانیکی مطلوب هستند. اصطکاک پایینی دارد و رایج ترین کاربرد دی سولفید مولیبدن را روان کننده می کند. علاوه بر این، دی سولفید مولیبدن حاوی اتم های گوگرد غنی در سطح آن است که آن را بسیار جاذب و قادر به حذف فلزات سنگین از محلول های آبی می کند. این ترکیب زمانی که در هوا برشته شود بسیار غیر فعال است، MoO3 را تشکیل می دهد.

کلریدها

چندین حالت اکسیداسیون کلریدهای مولیبدن وجود دارد. به طور خاص، کلریدها از کلرید مولیبدن (II) تا کلرید مولیبدن (VI) متغیر هستند. برای تمرکز روی یک جفت، کلرید مولیبدن (II)، Cl2Mo یک جامد کریستالی زرد رنگ است که در آب نامحلول است. این منحصربه‌فرد است زیرا بیشتر شبیه یک خوشه به نظر می‌رسد تا ساختار معمولی بسته‌بندی شده. این ترکیب به خوبی با فلزات دیگر واکنش می دهد و ترکیبات فلزی را تشکیل می دهد. یک شکل از کلرید مولیبدن (II) Mo6Cl12 است که یک ترکیب پلیمری است. از خوشه های Mo6Cl84+ تشکیل شده است. هنگامی که کلرید مولیبدن (IV)، MoCl5 – که به عنوان کاتالیزور عمل می کند – با هیدروژن تجزیه می شود، کلرید مولیبدن (III) MoCl3 تولید می کند. این ترکیب به صورت کریستالی بنفش تیره که در آب و بلورهای بنفش رنگ نامحلول است وجود دارد.

کولبت مولیبدیت

سولفات کبالت (II) با دی هیدرات مولیبدات سدیم واکنش داده و مولیبدات کبالت تولید می کند. واکنش زیبا را اینجا ببینید:

سنتز مولیبدن

نمودار از انجمن بین المللی مولیبدن

ایالات اکسیداسیون مولیبدن

مولیبدن بیشتر در حالت اکسیداسیون 6+، در ترکیباتی مانند مولیبدات سدیم و تری اکسید مولیبدن یافت می شود. حالت های اکسیداسیون مولیبدن 4+ و 5+ نیز گاهی دیده می شود. با این حال، ترکیبات شیمیایی آن می تواند حالت های اکسیداسیون در محدوده 2- تا 6+ داشته باشد. بزرگترین تفاوت بین حالت های اکسیداسیون این است که چگونه بر کاربردهای ترکیب تأثیر می گذارد. حالت های اکسیداسیون پایین تر با ترکیبات آلی مولیبدن همراه است، در حالی که حالت های اکسیداسیون بالاتر اهمیت بیولوژیکی بیشتری دارند.

خواص فیزیکی مولیبدن
نماد: مو
نقطه ذوب: 2895 K; 2622 درجه سانتی گراد; 4752 درجه فارنهایت
نقطه جوش: 4912 K; 4639 درجه سانتی گراد; 8382 درجه فارنهایت
چگالی: 10.2 گرم بر سانتی متر مکعب
وزن اتمی: 95.95
عدد اتمی: 42
الکترونگاتیوی: 2.16
طبقه بندی: فلز واسطه
فراوانی طبیعی در پوسته زمین: 0.00011%
پیکربندی پوسته الکترونی: [Kr] 4d5 5s1
ایزوتوپ ها: 95Mo، 96Mo، 98Mo
به طور طبیعی در مواد معدنی یافت می شود: عمدتاً در مولیبدنیت یافت می شود
سمیت: نادر
مولیبدن را از کجا بخرم؟

آمازون و فروشگاه های تخصصی فلز مولیبدن را می فروشند.