Chémia je základom nášho života. Všetky predmety pre domácnosť pozostávajú zo zlúčenín prvkov periodickej tabuľky. Každú minútu ľudské telo prechádza zložitými premenami, na ktorých sa podieľajú chemické látky. Tento článok bude hovoriť o kove, akým je molybdén: kde sa používa, jeho vlastnosti a úloha v ľudskom tele.

Poďme hlbšie do histórie

Minerály obsahujúce molybdén boli známe už v starovekom Grécku. Tieto prírodné zlúčeniny mali štruktúru podobnú grafitu. Preto sa často používali spolu s ním na vytváranie stylusov. Molybdenit MoS₂ mal pri napísaní na papier sivozelený odtieň. Pre svoj charakteristický lesk dostal názov molybdaena - „ako olovo“.

Karl Wilhelm Scheele uskutočnil výskum, prostredníctvom ktorého syntetizoval oxid MoO₃, ale kvôli nedostatku vhodnej pece nebol schopný izolovať kov v jeho čistej forme. Jöns Jakob Berzelius dokázal v roku 1817 získať molybdén redukciou oxidu nie uhlím, ale vodíkom. Syntetizovaný chemický prvok bol starostlivo študovaný a opísaný v prácach vedca.

Fyzikálne vlastnosti

Vďaka žiaruvzdornosti molybdénu sa používa na výrobu foriem na odlievanie dielov z medi, hliníka a zinku. Vysoká pevnosť kovu umožňuje vykonávanie procesov pod vysokým tlakom.

Valcovanie a razenie, aplikácia

Z polotovarov získaných tavením prášku sa vytvárajú valcované výrobky - tyče a drôt. Sú vyrobené z čistého kovu nazývaného molybdén. Kde sa tieto produkty používajú? Najčastejšie sa používa pri výrobe termočlánkov, ktoré sa používajú na meranie teplôt nad 2000 ⁰C. Háčiky a jadrá na navíjanie volfrámového vlákna v žiarovke sú tiež vyrobené z molybdénového drôtu. Katódové vstupy a zaostrovacie elektródy v generátorových lampách musia byť spoľahlivé a spĺňať požiadavky na vysokú žiaruvzdornosť kovov. Na tieto účely sa výborne hodí valcovaný molybdén.

Vo vysokoteplotných taviacich peciach sa namiesto elektród používajú tyče a dosky. Musia byť v špeciálnom prostredí pozostávajúcom z argónu, vodíka alebo vákua. Vzhľadom na to, že molybdén nevstupuje do chemických reakcií so sklom, používa sa na výrobu častí taviacich pecí.

Aplikácia v iných odvetviach

Molybdén našiel uplatnenie v ropnom priemysle. Tam sa používa ako katalyzátor schopný čistiť produkty od sírnych nečistôt. Mazivá sú vyrobené na báze disulfidu hlinitého. Stabilizujú prevádzku rôznych zariadení a chránia povrchy pred mechanickým namáhaním pri vysokých teplotách. Toto mazivo má tiež antikorózne vlastnosti.

Pri výrobe farieb a lakov, kde sa používa molybdén a jeho oxidy, sa získavajú perzistentné pigmenty žltooranžových odtieňov. Syntéza umelých vlákien tiež neprebieha bez tejto látky. Na zvýšenie obsahu dusíka v pôde sa používajú mikrohnojivá, ktoré obsahujú molybdén.

Úloha molybdénu v tele

Molybdén hrá v ľudskom tele významnú úlohu. Podieľa sa na syntéze hemoglobínu, metabolizme dusíka a purínov. Zodpovedá za vstrebávanie železa a vitamínu C a je silným antioxidantom. Mikroelement má onkoprotektívny a omladzujúci účinok.

Potraviny bohaté na molybdén sú strukoviny, obilniny a listová zelenina. Požadované množstvo mikroelementu vstupuje do tela denne, ak sa správne stravujete. Jeho nedostatok je možné kompenzovať použitím minerálnych komplexov.

Biologická úloha molybdénu

5. Chemické vlastnosti molybdénu, jeho oxidov a hydroxidov

Liaty a husto spekaný molybdén je odolný voči vzduchu a kyslíku pri izbových a mierne zvýšených teplotách. Pri zahriatí na tmavočervenú horúčavu povrch kovu rýchlo zmatní a pri cca 600°C sa molybdén vznieti, pričom vzniká biely dym - sublimát MoO3. Nános oxidu sa ľahko zničí a pri dlhšom zahrievaní sa kov úplne spáli na MoO3. Molybdénový prášok oxiduje pri ešte nižšej teplote a ten najjemnejší prášok je schopný samovznietenia na vzduchu. Pri zahrievaní vo vlhkej atmosfére, v prostredí redukčného alebo inertného plynu, ktoré nebolo dôkladne očistené od kyslíka a vodnej pary, sa pozoruje postupná, viac-menej úplná oxidácia kovu podľa reakcie:

Pri zahrievaní molybdénu v prúde SO2 vzniká zmes oxidov molybdénu a disulfidu, v prúde HCl - prchavé chloridy (MoCI3) a oxychloridy molybdénu.

V roztokoch obsahujúcich oxidačné činidlo (kyslík, HNO3, HC1O3 atď.) sa oxiduje molybdén. Roztoky s nedostatkom oxidačného činidla sa sfarbujú do modra. Kyselina dusičná, samotná alebo v zmesi s kyselinou chlorovodíkovou a sírovou, oxiduje a rozpúšťa kov:

Pri nadbytku kyseliny sa z bezfarebného roztoku vyzráža biela alebo slabo žltkastá zrazenina kyseliny molybdénovej H2MoO4. Koncentrovaná HNO3 spomaľuje rozpúšťanie a vytvára pasivačný film oxidov. Zriedený HC1 celkom dobre rozpúšťa kompaktný kov: za 18 hodín je strata hmotnosti 20-30%. V koncentrovanej HC1 je rozpúšťanie pomalšie: za 18 hodín pri 110 °C je strata hmotnosti 0,34 %

Fluorovodík a kyselina fluorovodíková rýchlo pôsobia na molybdén a premieňajú ho na fluoridy. Zriedená H2SO4 (d=l,3g/ml) pôsobí na molybdén slabo aj pri 110°. Koncentrovaná H2SO4 (d = 1,82 g/ml) pôsobí v chlade slabo: za 18 hodín je úbytok hmotnosti 0,24 %. Pri 200 - 250°C je rozpúšťanie rýchlejšie. Fosforečné a organické kyseliny majú slabý vplyv na kov, ale v prítomnosti oxidačných činidiel (vrátane vzduchu) sa rozpustnosť výrazne zvyšuje.

Roztoky alkálií a amoniaku pôsobia na molybdén pomaly, ale ich účinok zvyšujú oxidačné činidlá so zvyšujúcou sa teplotou. Keď sa molybdén rozpustí v alkáliách, získame molybdénany alkalických kovov, reakcia sa urýchli pri použití alkalických tavenín:

Molybdén je odolný voči vlhkosti bez prevzdušňovania, pri prevzdušňovaní molybdén oxiduje za predpokladu, že je v kontakte s iným menej aktívnym kovom a je tam galvanický prvok. V takomto galvanickom článku bude aktívnejší kov oxidovaný.

Uvažujme o interakciách molybdénu s nekovmi. Molybdén pomerne aktívne reaguje s nekovmi (kremík, bór, halogény, síra atď.), Vzhľadom na to, že molybdén má niekoľko oxidačných stavov, pri takýchto reakciách sa získa niekoľko produktov.

S vodíkom

Molybdén nereaguje s vodíkom za vzniku chemických zlúčenín. Dochádza len k fyzikálnemu rozpúšťaniu vodíka v molybdéne s tvorbou nestabilných väzieb. Rozpustnosť vodíka v molybdéne stúpa so zvyšujúcou sa teplotou na 0,5 cm3 na 100 gramov kovu.

S halogénmi

S molybdénom tvorí fluór prchavé fluoridy. Chlór a bróm s ním reagujú pri červenom ohni. Jód reaguje s molybdénom veľmi pomaly. V prítomnosti vlhkosti sa reakcia s halogénmi urýchľuje a je možná aj v chlade.

Molybdén tvorí hexafluorid MoF6, pentafluorid MoF5, tetrafluorid MoF4 a trifluorid MoF3; MoC16 hexachlorid, MoC15 pentachlorid, MoC13 tetrachlorid, MoC13 trichlorid a pseudodichlorid [Mo6(C1)8]C14 komplexu; tetrabromid MoBr4, tribromid MoBr3 a komplexný pseudodibromid [Mo6Br8]Br4. Spoľahlivo sú známe len dve zlúčeniny s jódom - dijodid MoI2 a trijodid MoI3. Okrem týchto zlúčenín je známy rad oxyhalogenidov a niekoľko menej spoľahlivých zlúčenín.

Hexafluorid molybdénový sa získava pôsobením suchého fluóru zmiešaného s dusíkom na kov (v platinovej trubici), fluoridu brómového na kov pri 250°, bezvodého HF na MoCl5:

2MoC15 + 12HF = 2MoF6 + 10HC1 + H2

Hexafluorid kondenzuje pri -70 °C vo forme bielych kryštálov a oddestiluje sa vo vákuu pri 40 °C. Topí sa pri 17,5 °C a vrie pri 35 °C. Molekula má oktaedrickú štruktúru s atómom kovu v strede oktaedru a atómami fluóru v jeho vrcholoch. Odoláva suchému vzduchu, chlóru, oxidu siričitému. Hydrolyzuje:

MoF6 + 4H20 = H2Mo04 + 6HF

Tvorí komplexné soli typu Me2(MoF8) s fluoridmi alkalických kovov.

Fluorid molybdénový sa získava zahrievaním MoBr3 v prúde bezvodého HF. Za normálnych podmienok pevný. Pri zahrievaní vo vlhkom vzduchu disociuje:

4MoF3 + 6H20 + 302 = 4Mo03 + 12HF

Na suchom vzduchu je stabilný do 800°. Pri pôsobení vodíka sa redukuje na kov. V studenej vode sa pomaly rozkladá.

Molybdén (VI) má dva oxyfluoridy - MoOF4 a MoO2F2. Sú to pevné, biele, ťažké kryštalické látky získané fluoridáciou molybdénu za prítomnosti kyslíka alebo výmennými reakciami MoO3 s fluoridmi.

MoCl6 je tepelne veľmi nestabilný a citlivý na najmenšie stopy vlhkosti. Nedávno získané predĺženým varom tionylchloridu s MoO3. MoC15 sa získava chloráciou molybdénu v neprítomnosti vody a vzduchu pri 600 - 750 °C. Kryštalizuje ako tmavozelené trigonálne bipyramídy. Teplota topenia 194°C, teplota varu 238°C. Hustota MoC15 je 2,9275. Rozpúšťa sa v bezvodom éteri, alkoholoch, uhľovodíkoch, ketónoch, aldehydoch, sírouhlíku, amínoch za vzniku komplexov. Pri zahrievaní v neprítomnosti kyslíka sa rozkladá:

MoC15 = MoC13 + C12

Vodík ho pri 900 °C redukuje na kov:

2MoC15 + 5H2 > 10HC1 + 2Mo

Dá sa redukovať na horúcej kovovej nite v prúde pary zmiešanej s vodíkom. V tomto prípade sa na vlákno nanesie hustá vrstva molybdénu, ale pri 250 ° sa vytvorí trichlorid:

MoCl5 + H2 > MoCl3 + 2HCl

Keď sa MoC15 zahrieva v suchom vzduchu, vytvára sa oxychlorid Mo02C12. Pri zahrievaní vo vlhkom vzduchu sa MoC15 úplne rozkladá a vytvára oxy- a hydroxychloridy. Vo vode úplne hydrolyzuje za veľkého uvoľnenia tepla.

Chlorid molybdénu sa získava chloráciou MoO3 zmesou CI2 a CCI4. Pri zahrievaní bez prístupu vlhkosti a kyslíka sa MoCl4 disproporcionuje na MoCl5 a MoCl3. Pri zahrievaní v prítomnosti vlhkosti a kyslíka vznikajú oxychloridy a hydroxychloridy. S množstvom látok, vrátane organických, tvorí tetrachlorid adičné produkty.

Trichlorid MoCl3 sa získa vo forme červenej pevnej látky čiastočnou redukciou MoCl5 vodíkom pri 250 °C, ako aj prechodom zmesi par MoCl5 s inertným plynom cez molybdén.

Trichlorid sa rozkladá bez topenia. Sublimuje v prúde inertného plynu. Stabilný na suchom vzduchu pri normálnych teplotách a pri zahriatí sa mení na oxychloridy. Pri zahrievaní v inertnom plyne sa rozkladá na MoCl4 a komplexné neprchavé chloridy. Rozkladá sa vodou a vodnými roztokmi zásad pri zahriatí a chlade. Vytvára komplexy s amoniakom. Oxidačné činidlá sa oxidujú na H2MoO4. Nerozpustný v kyseline chlorovodíkovej. Rozpúšťa sa v roztokoch kyseliny chlorovodíkovej MoO3 a vytvára komplexy.

Všetky bromidy sa získavajú pôsobením Br2 na Mo v prostredí CO. Čiernozelené ihličky tetrabromidu sa teda získavajú pri asi 600 °C pri atmosférickom tlaku, tetrabromid sa získava hlavne pri 350 - 500 °C. Pri nižšom tlaku alebo mierne vyššej teplote sa získa zmes bromidov, vrátane komplexných. Známe sú aj červenooranžové kryštály dioxybromidu MoO2Br2 a žlté ihličkovité kryštály kyseliny brómmolybdénovej H3(MoO3Br3).

Spoľahlivo je známy iba molybdénový diodid Mol2. Získava sa interakciou pár jódu s kovom nad 1000 °C:

Iné jodidy molybdénu nie sú známe.

Síra nereaguje s molybdénom do teploty 400 - 450°C pri vyšších teplotách vzniká disulfid molybdénu MoS2:

Sírovodík reaguje s molybdénom pri vysokej teplote za vzniku MoS2. V pare chloridov síry sa tvoria sulfonylchloridy molybdénu.

Nepriamymi metódami boli získané sulfidy molybdénu MoS3, Mo2S5, Mo2S3. Prvé dva disociujú pri teplotách nad 400 °C.

Okrem týchto jednoduchých sulfidov sú známe aj polysulfid Mo(S2)2 a tiomolybdénany Ме2MoS4. Vyšší sulfid MoS3 vzniká prechodom sírovodíka cez roztoky molybdénanov alkalických kovov:

Disulfid molybdénu je najdôležitejším minerálom molybdénu. Vzniká v zemskej kôre za podmienok vysokej teploty. Má komplexnú vrstvenú hexagonálnu kryštálovú mriežku. Vodná para oxiduje červeným teplom. Oxidujúce kyseliny sa rozkladajú, premieňajú ho na neoxidačné kyseliny, ktoré ho neovplyvňujú. Sulfidy alkalických kovov a alkálie sa pri fúzii rozkladajú.

Molybdén nereaguje s dusíkom, v molybdéne sa mierne rozpúšťa. Nitridy molybdénu sa získavajú iným spôsobom.

Pri teplote 400 - 745°C molybdénový prášok reaguje s amoniakom za vzniku nitridov molybdénu: MoN, Mo2N, b-fáza obsahujúca 28 % dusíka. Vo všetkých troch fázach boli identifikované definované kryštálové štruktúry. Vo vákuu sa pri zahrievaní ľahko rozložia.

Nitridy, podobne ako karbid a boridy Mo2C, sú zlúčeniny, v ktorých nie sú zachované valenčné pomery. Mo3N a Mo2N patria k takzvaným intersticiálnym fázam, v ktorých je medzi atómy kovu vložený nekovový atóm, pričom je zachovaná jeho kryštalická štruktúra. MoN má zložitejšiu štruktúru a nemožno ho priradiť k realizačným fázam.

S uhlíkom

Molybdén a uhlík tvoria dva karbidy: Mo2C a MoC. Sú to veľmi tvrdé, ťažké, žiaruvzdorné zlúčeniny podobné kovu. Svojimi vlastnosťami sú blízke intersticiálnym fázam, ktoré majú kovový charakter (vodivosť, vzhľad a pod.), určený zvláštnosťami ich atómovo-kryštalickej štruktúry. Mo2C sa tvorí pri 2400 °C. Ide o tmavosivý prášok, ktorý sa zvyčajne získava nauhličením zmesi molybdénového prášku a sadzí v tuhej fáze pri 1400-1500 °C. Môže sa tiež získať nauhličením horúceho molybdénového drôtu z plynnej fázy alebo reakciou MoO3 s CO a uhľovodíkmi. MoS sa topí pri 2650 °C. Karbidy molybdénu pre svoju tvrdosť a žiaruvzdornosť hrajú dôležitú úlohu v inštrumentálnych a iných odvetviach modernej techniky.

Molybdén tvorí s oxidom uhoľnatým pod vysokým tlakom hexakarbonyl Mo (CO)6. Disociuje sa pri 150 °C. Sú to romboedrické biele kryštály, sublimujúce pri zníženom tlaku a izbovej teplote, rozpustné v éteri a benzéne. Vytvára komplexy s organickými zásadami. Keď sa Mo(CO)6 rozkladá, v závislosti od podmienok vzniká kovové zrkadlo alebo prášok malých molybdénových granúl.

S kyslíkom

Liaty a husto spekaný molybdénový ingot je odolný voči kyslíku a vzduchu pri normálnych a mierne zvýšených teplotách. Pri zahriatí na tmavočervenú horúčavu povrch kovu rýchlo zmatní a pri 600°C sa molybdén zapáli, pričom sa uvoľní dym - sublimát MoO3. Nános oxidu sa ľahko zničí a pri dlhšom zahrievaní sa kov úplne spáli na MoO3.

Molybdénový prášok oxiduje pri nižšej teplote a jemný molybdénový prášok sa môže na vzduchu alebo v prúde kyslíka samovoľne vznietiť.

Zoberme si sériu oxidov molybdénu. Pre molybdén boli identifikované oxidy s chemickým vzorcom MoO3 a MoO2. Kovalencia molybdénu v oxidoch je 3 a 2. Okrem toho sa získali oxidy zloženia medzi MoO3 a MoO2: Mo8O23, Mo9O26, Mo4O11, Mo17O47. Charakter väzieb v oxidoch je prevažne iónový, čiastočne kovalentný.

MoO a Mo2O3 neboli izolované vo voľnom stave, hoci ich izolácia bola v literatúre uvedená skôr. Rôntgenová difrakcia identifikovala fázu obsahujúcu kyslík v množstve zodpovedajúcom zloženiu Mo3O. Oxid MoO2 je žiaruvzdornejší a termodynamicky stabilnejší ako oxid MoO3.

Keďže molybdén je kov, jeho oxidy by mali vykazovať základné vlastnosti. Ale oxidy MoO3 a MoO2 nevykazujú zásadité vlastnosti, ale kyslé. Poskytujú množstvo zlúčenín so všeobecným vzorcom H2MoO4 a H2MoO3. Hlavné vlastnosti vykazuje oxid Mo2O3.

MoO3 je charakterizovaný hydrátom zloženia H2MoO4 a H2MoO4 ChN2O. H2MoO4 - biele malé kryštály šesťuholníkového tvaru. Dihydrát H2MoO4 × H2O vzniká, keď sa okyslený roztok molybdénanov nechá stáť niekoľko týždňov, ako aj vtedy, keď sa do silne okysleného roztoku paramolybdénanu amónneho zavedie zárodok H2MoO4 × H2O. H2MoO4 - kyselina molybdénová, kyselina strednej sily, napríklad je silnejšia ako kyselina uhličitá a vytláča ju z jej solí:

Hydráty oxidov s valenciou kovu medzi VI a IV sa získali vo forme zlúčenín MoO(OH)3 a Mo(OH)5. Pevnosť týchto elektrolytov je veľmi slabá, sú málo rozpustné vo vode.

MoO2 je charakterizovaný hydrátom zloženia H2MoO3, ktorý nie je izolovaný vo voľnom stave, boli tiež získané jeho zlúčeniny zloženia Me2MoO3. slabý elektrolyt.

Taktiež pôsobením amoniaku na roztoky molybdénanov sa získava Mo(OH)3 - amorfný čierny prášok, nerozpustný vo vode a alkalických roztokoch, ľahko rozpustný v minerálnych kyselinách a v neprítomnosti oxidačných činidiel vytvára ióny Mo+3.

Uvažujme o vlastnostiach H2MoO4

Kyselina molybdénová reaguje pri zvýšených teplotách s oxidmi, hydroxidmi a uhličitanmi alkalických kovov a kovov alkalických zemín za vzniku zodpovedajúcich molybdénanov.

Stav kyseliny molybdénovej v roztokoch závisí od jej kyslosti a zriedenia. Pri vysokom riedení (<10-4 моль/л, РН>6.5) kyselina molybdénová je v roztoku vo forme jednoduchých molekúl. V koncentrovanejších roztokoch a pri pH nižšom ako šesť: pH<6 происходит полимеризация молекул. Степень сложности образованных комплексов также зависит от температуры.

Uvažujme o vlastnostiach Mo(OH)3

Suchý Mo(OH)3 je amorfný prášok, nerozpustný vo vode a alkalických roztokoch. Vykazuje základné vlastnosti. Ľahko sa rozpúšťa v roztokoch minerálnych kyselín, čo vedie k tvorbe solí Mo3+.

Vplyv odpadu z molybdénového priemyslu na životné prostredie

Pri spracovaní molybdénových rúd sa v rôznych fázach spracovania suroviny stráca veľké množstvo molybdénu. V tomto prípade je možná otrava personálu pracujúceho v podniku a negatívny vplyv na prírodu.

Toxicita molybdénu sa vyskytuje, keď je príjem molybdénu vyšší ako 15 mg denne. Pri požití takého množstva molybdénu sa pozorujú nasledujúce príznaky:

· vyčerpanie, toxikóza;

· dna (so súčasným nedostatkom vápnika);

· dysfunkcia imunitného systému;

· zmeny vo funkciách kostnej drene, týmusu, sleziny;

· chronická profesionálna molybdenóza (zvýšené hladiny kyseliny močovej a molybdénu v krvnom sére, artróza, hypotenzia, anémia a leukopénia, gastrointestinálne ochorenia, ataxia, ťažké metabolické poruchy).

„molybdénová dna“ (Kowalského choroba), ktorá je bežná v Arménsku.

Keď sa molybdén dodáva vo veľkých množstvách, rastliny ho absorbujú a obsahujú molybdén v listoch a výhonkoch. Zároveň sa stávajú toxickými. Rastliny majú tendenciu extrahovať a koncentrovať molybdén v zelenej hmote, takže jeho obsah v nej bude vyšší ako v pôde. To povedie k otrave zvierat molybdénom. Preto by sa skládky po spracovaní molybdénových rúd mali prikryť vrstvou zeminy, aby sa zabránilo odfúknutiu horniny vetrom. Takéto skládky by mali byť tiež izolované od podzemnej vody, pretože molybdén môže preniknúť do podzemnej vody a otráviť ju.

d-hydroxidy kovov boli získané chemickým vyzrážaním z 0,5 M a roztokov zodpovedajúcich chloridov kovov a 1,5 M roztokov hydroxidu sodného, ​​s reakciou MeCln + nNaOH = Me(OH)nv + nNaCl...

Vplyv zlúčenín d-kov na rýchlosť disociácie molekuly vody v bipolárnej membráne

Na izoláciu častíc hydroxidov prechodných kovov z polydisperzného prášku získaného mletím v porcelánovej mažiari sa použilo laboratórne zariadenie vyvinuté počas tejto práce (obrázok 4)...

Vplyv zlúčenín d-kov na rýchlosť disociácie molekuly vody v bipolárnej membráne

Použitie laboratórneho zariadenia vyvinutého v tejto práci na frakcionáciu častíc hydroxidu umožňuje izolovať frakcie častíc s priemerom menším ako 5 mikrónov (obrázok 10...

Úloha realizovať očkovanú polymerizáciu tetrafluóretylénu

Na paládiový katalyzátor pridáva tetrafluóretylén vodík za vzniku 1,1,1,2-tetrafluóretánu. Pri osvetlení aktinickým svetlom podlieha tetrafluóretylén halogenácii...

Získanie fosforečnanu zinočnatého

Zinok je chemicky aktívny kov, má výrazné redukčné vlastnosti a má horšiu aktivitu ako kovy alkalických zemín. Vykazuje amfotérne vlastnosti. Štandardný elektródový potenciál je 0,76 V...

Praktické využitie a vlastnosti neodýmu

Neodym je aktívny kov, jeho reakčné správanie je podobné lantánu. Vo vlhkom vzduchu sa pokryje oxidovo-hydroxidovým filmom. 4Nd + 6H20 + 302 > 4Nd(OH)3. Neodym je pasivovaný v studenej vode a nereaguje s alkáliami a etanolom...

Výpočet procesu elektrolýzy zinku z roztoku síranu

Zinok je pomerne aktívny kov. Ľahko interaguje s kyslíkom, halogénmi, sírou a fosforom: 2 Zn + O2 = 2 ZnO (oxid zinočnatý); (1) Zn + Cl2 = ZnCl2 (chlorid zinočnatý); (2) Zn + S = ZnS (sulfid zinočnatý); (3) 3 Zn + 2 P = Zn3P2 (fosfid zinočnatý)...

Pri tavení sa rozkladá (tmelt = 1450? C). Rozpustnosť CaSO4 sa zvyšuje v prítomnosti MgCl2, NaCl, HNO3, HCl. Reaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou, redukovanou uhlíkom pri spekaní...

Halogenidy gália

Chemické vlastnosti a rozsah polyetyléntereftalátu

Polyetyléntereftalát má vysokú chemickú odolnosť voči benzínu, olejom, tukom, alkoholom, éteru, zriedeným kyselinám a zásadám. Polyetyléntereftalát je nerozpustný vo vode a mnohých organických rozpúšťadlách...

Chemické vlastnosti cyklických éterov na príklade etyloxiránu

Vzhľadom na zvláštnosti svojej molekulárnej štruktúry je etylénoxid veľmi reaktívna zlúčenina a ľahko reaguje s rôznymi zlúčeninami, aby prerušil väzbu C-O a otvoril kruh...

Chémia prvkov: molybdén

MOLYBDÉN - (Molybdén), Mo - chemický prvok 6 (VI B) zo skupiny periodickej tabuľky, atómové číslo 42, atómová hmotnosť 95,94. Existuje 31 známych izotopov molybdénu od 83Mo do 113Mo. Z nich stabilné sú: 92Mo, 94Mo - 98Mo. Šesť z týchto izotopov a 100Mo (TS = 1...

Na objave molybdénu sa podieľali traja vedci: najprv Švéd Karl Scheele získal oxid MoO 3 z kyseliny molybdénovej (1778), potom ho Francúz P. Ghelm redukoval uhlím a získal kov s prímesami (1782) a po r. J. Berzelius dosiahol čistý molybdén ako výsledok kombinácie oxidu a vodíka.

Molybdén sa ťaží na celej planéte, pretože je relatívne rovnomerne rozmiestnený v zemskej kôre aj vo vodách oceánov. Tento prvok sa nachádza v uhlí aj v rope, no jeho najväčšie množstvo je v živcoch.

Molybdén: fyzikálne vlastnosti

Vonkajšie je molybdén kov s tradičnou svetlosivou farbou. Patrí do kategórie žiaruvzdorných, ale čím je čistejšia, stáva sa mäkšou. Hlavné vlastnosti molybdénu:

• hustota (č.) – 10,22 g/cm³
• teplota topenia – 2620 °C (2890 K)
• bod varu – 4639 °C (4885 K)
• tepelná vodivosť pri 300 K – 138 W/(m K)

Molybdén: chemické vlastnosti

Prvok Mo je stabilný do 400°C, potom oxiduje. Doteraz sa získalo niekoľko oxidov molybdénu, vrátane oxidu MoO 3, oxidu molybdénového (IV) MoO 2 atď. Existujú tiež karbidy - Mo 2 C a MoC, čo sú kryštalické látky s vysokou teplotou topenia.


Molybdén je prítomný vo viac ako 20 druhoch minerálov. Za najbežnejšie možno považovať:

• >molybdenit - MoS 2
• molybdit - Fe(MoO4)3nH20
• wulfenit - PbMoO 4
• powellit - SaMoO 4

Molybdén: kde sa používa?

Rozšírená produkcia molybdénu vo svete je určená predovšetkým potrebami globálnej metalurgie. Tento kov pôsobí ako legujúca zložka pre väčšinu ocelí odolných voči korózii a žiaruvzdornosti. Okrem toho je nevyhnutný na to, aby kov získal zvýšené pevnostné charakteristiky a zvýšenú húževnatosť. Výrobcovia žiaroviek a vysokoteplotných pecí sa bez molybdénu nezaobídu. Chemický priemysel používa Mo a jeho zlúčeniny ako katalyzátory chemických reakcií, pigmenty pre farbivá atď.


Ďalšou oblasťou použitia molybdénu je medicína: čistý Mo pomáha lekárom diagnostikovať rakovinu. Rovnaký prvok možno nájsť v materiáli pre zrkadlá vysokovýkonných plynových dynamických laserov.

Biologická úloha

Molybdén nie je bežným prvkom, ale je prítomný v každom ľudskom tele. Navyše nedostatok Mo v ľudskom tele môže narušiť základné biologické procesy, a tým spôsobiť vážne ochorenia. Je známe, že najvyššiu koncentráciu molybdénu obsahujú tieto produkty: mlieko, pečeň, obilniny, strukoviny a listová zelenina.

Molybdénové olovené drôty v žiarovkách sa objavili na začiatku 20. storočia.
Molybdén bol na to vybraný pre svoju stabilitu a pevnosť pri zvýšených teplotách.
Od tejto prvej aplikácie vedci a inžinieri zistili, že ďalšie vlastnosti molybdénu z neho robia nepostrádateľný materiál pre mnohé inžinierske aplikácie. Molybdén a jeho zliatiny sú široko používané v priemysle a elektronike, najmä v železiarskom a oceliarskom priemysle pre vysokoteplotné zliatiny.

Mnohé z nich využívajú pevnosť molybdénu a vysokú teplotnú stabilitu, podobne ako prvý vodivý drôt v žiarovke. Molybdén má však mnoho ďalších vlastností, ktoré ho robia atraktívnym pre priemyselné a priemyselné využitie, vrátane tradičnej zložky vysokoteplotných priemyselných zliatin. Molybdénový téglik z odkazu si môžete kúpiť za veľmi atraktívnu cenu.

Hlavné vlastnosti molybdénu:

Vysoká tepelná vodivosť;
. Vysoká elektrická vodivosť;
. Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti;
. Odolný voči roztavenému kovu;
. Kompatibilné s väčšinou sklenených kompozícií;
. Tepelná odolnosť;
. Vysoká tuhosť a silná priľnavosť na sklo používané v lampách a elektronických zariadeniach;

Pretože mnohé z jeho vlastností sú atraktívne pre inžinierov a dizajnérov, kovový molybdén a jeho zliatiny sa používajú v:

Osvetľovacie telesá;
. Elektrické a elektronické zariadenia;
. Lekárske vybavenie;
. Zariadenia na spracovanie materiálu;
. Vysokoteplotné pece a súvisiace zariadenia na tepelné striekanie náterov;
. Letecké a obranné komponenty;

Aplikácie vo všetkých týchto oblastiach vyžadujú jedinečné kombinácie viacerých vlastností. Molybdén a jeho zliatiny, ako aj kompozitné materiály, ktoré využívajú kovový molybdén, poskytujú jedinečné kombinácie tepelnej a elektrickej vodivosti, tepelnej rozťažnosti, pevnosti pri vysokej teplote a odolnosti proti tečeniu, tlaku pary, environmentálnej stability,
odolnosť proti oderu a opotrebovaniu, vďaka čomu sú ideálne.

Tento článok má za cieľ pomôcť čitateľovi pochopiť, prečo má tento jedinečný materiál uplatnenie v tak širokej škále aplikácií. Poskytuje tiež niektoré informácie o použití a výrobe zariadení vyrobených z molybdénu a jeho zliatin.

Ako sa vyrábajú kovové výrobky z molybdénu

Pretože čistý molybdén sa topí pri veľmi vysokých teplotách a pretože oxiduje pri relatívne nízkych teplotách, tradičné taviace procesy nedokážu extrahovať kov z rudy. Namiesto toho sa ruda spracováva sériou krokov mletia a separácie, aby sa izoloval MoS (disulfid molybdénový) od ostatných zložiek. Tento izolovaný materiál, obsahujúci až asi 90 % MoS, sa „vypraží“ na vzduchu za vzniku MoO (oxidu molybdénového) a (oxidu sírového). Oxid siričitý sa premieňa na kyselinu sírovú a môže sa predávať na chemické účely.

Technický oxid obsahuje asi 57 % Mo a menej ako 0,1 % S, ale to nie je problém pre veľkú väčšinu výrobných technológií, ktoré využívajú oxid, vrátane výroby zliatiny molybdénovej ocele.

Technický oxid však musí byť chemicky čistený, aby sa mohol použiť na výrobu kovového molybdénu. Oxid sa najskôr rozpustí v hydroxide sodnom alebo amónnom a potom v tomto
roztok sa spracuje zrážaním a filtráciou, podrobí sa extrakcii rozpúšťadlom alebo kombinácii oboch metód na odstránenie nečistôt.

Vlastnosti a aplikácie molybdénu

Medzi vlastnosťami materiálu a jeho použitím je neoddeliteľná súvislosť.

V niektorých prípadoch je aplikácia špecifickej vlastnosti (napríklad elektrickej vodivosti).

prvoradého významu. V iných krajinách vám kombinácia vlastností umožňuje urobiť najlepšiu voľbu.

Optimum je v tomto kontexte dôležité slovo. To znamená, že zatiaľ čo iné materiály môžu

mať výhodu v tej či onej nehnuteľnosti, kombinácia vlastností poskytuje najlepšie riešenie problémov inžinierskeho dizajnu.

Niekedy je optimálnym riešením nepoužiť jeden materiál, ale kombináciu materiálov, prípadne kompozitný materiál, čo umožňuje dizajnérovi prispôsobiť vlastnosti, ktoré ho zaujímajú, na vyriešenie konkrétneho problému.

Vo všetkých prípadoch sú nákladovo efektívne riešenia tie, ktoré nakoniec vyhrajú súťaž. To znamená, že materiály vyrobené z kovového molybdénu, ktorý je ako konštrukčný materiál dosť drahý v porovnaní so všeobecne uznávanými normami projekčnej kancelárie, musia preukázať významnú výhodu oproti konkurencii. Napríklad zliatiny molybdénu poskytujú vyššiu pevnosť ako čistý molybdén a pomáhajú udržiavať túto pevnosť pri teplotách vyšších, než dokáže čistý molybdén tolerovať.

Výroba a výroba elektrických a elektronických zariadení

V elektronike sú zliatiny molybdénu široko používané výrobcami vo vákuových trubiciach, pričom molybdén používajú na podpery vlákien a mriežky kvôli vysokej teplote.
pevnosť a mechanická stabilita.

Konštruktéri polovodičových zariadení objavili vlastnosti iné ako tepelná odolnosť, vďaka ktorým sú zlúčeniny molybdénu nevyhnutné pri výrobe elektronických zariadení.

Molybdén má podobné vlastnosti ako kremík a má vynikajúcu tepelnú a elektrickú vodivosť. Vďaka týmto vlastnostiam je ideálny ako substrát pre zariadenia s krehkým pásom. Molybdén poskytuje pevnú, tuhú základňu, ktorá vedie elektrinu do a zo zariadenia a účinne odvádza teplo. Jeho nízky CTE minimalizuje diferenčné expanzné napätia.

Výroba polovodičov

Zariadenia na výrobu polovodičov už dlho používajú molybdénové komponenty, ktoré si vyžadujú teplotnú pevnosť a kompatibilitu s agresívnym procesným prostredím. Proces implantácie iónov sa používa na dopovanie kremíkových doštičiek atómami na vytvorenie polovodičových zariadení.

Použitie v metalurgii

Spracovanie pri vysokej teplote

Dôležitými vlastnosťami sú spracovateľnosť za tepla, tepelná odolnosť a odolnosť proti deformácii
pre horúce pracovné zariadenia. Zliatina molybdénu umožňuje vytvorenie teplotného režimu vyššie
1100 °C zliatiny molybdénu sú ideálne na vytláčanie mosadze, odlievanie kovov, spracovanie tekutých kovov a dokonca aj vstrekovanie plastov.

Stalo sa tak až v poslednej štvrtine minulého storočia. V roku 1885 sa v závode Putilov tavila oceľ, ktorá obsahovala 0,52 % uhlíka a 3,72 % molybdénu. Jeho vlastnosti sa ukázali byť takmer rovnaké ako vlastnosti volfrámovej ocele; V prvom rade ma zaujala jeho veľká tvrdosť a v dôsledku toho aj vhodnosť na výrobu kovoobrábacích nástrojov. Len 0,3% molybdénu zvýšilo tvrdosť ocele v rovnakej miere ako 1% volfrámu, ale to sa zistilo až neskôr.

Ovplyvňuje aj kvalitu liatiny. Prídavok molybdénu umožňuje získať jemne kryštalickú liatinu so zvýšenou pevnosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu.

V roku 1900 bola na Svetovej priemyselnej výstave v Paríži vystavená oceľ, ktorá obsahovala a mala pozoruhodnú vlastnosť: frézy z nej vyrobené boli počas prevádzky kalené. A o 10 rokov skôr, v roku stého výročia objavenia prvku č. 42, bol vyvinutý proces tavenia feromolybdénu, zliatiny molybdénu so železom. Pridaním určitého množstva tejto zliatiny do taveniny začali vyrábať špeciálne druhy ocele. Spolu s chrómom, niklom, kobaltom našiel široké použitie ako legovací prvok a oceľ sa zvyčajne neleguje technickým molybdénom, ale feromolybdénom - to je výhodnejšie.

Medzitým sa blížila prvá svetová vojna. Vojenské útvary európskych mocností požadovali od priemyslu silné pancierovanie lodí a opevnení a najmä pevnú oceľ pre delá. Hlavne pištolí sa začali vyrábať z chróm-molybdénových a nikel-molybdénových ocelí, ktoré sa vyznačujú vysokou medzou pružnosti a zároveň sa dajú s vysokou presnosťou otáčať. Pancierové náboje, lodné hriadele a ďalšie dôležité časti boli vyrobené z chróm-molybdénu.

Spoločnosť Winchester používala túto oceľ na výrobu hlavne a prijímačov pušiek. Objavovalo sa čoraz viac ťažkých motorov. Vyžadovali veľké guľôčkové a valčekové ložiská, ktoré vydržali veľké zaťaženie. A na tento účel boli vhodné chróm-molybdénové a nikel-molybdénové ocele. V súčasnosti, keď sa z útrob Zeme ročne ťažia milióny ton molybdénových rúd, 90 % všetkého molybdénu absorbuje metalurgia železa.

Molybdén a letectvo

Keď sa už lietadlá nevyrábali z dreva a plátna, boli potrebné nielen výkonné motory a ľahké plechy, ale aj pevný rám z kovových rúrok. Najprv sa letectvo uspokojilo s rúrkami z uhlíkovej ocele, ale veľkosť lietadiel sa neustále zväčšovala... Potrebné boli rúry s oveľa väčším priemerom, ale s tenkou hrúbkou steny. Rúry z chróm-vániovej ocele by v zásade mohli byť vhodné, ale táto oceľ nevydržala ťahanie na požadované rozmery a v miestach zvárania sa takéto rúry ochladzovaním „uvoľnili“ a stratili pevnosť.

Z tejto slepej uličky sa dalo dostať vďaka chróm-molybdénovej oceli. Rúry z neho sa dobre ťahali, perfektne zvárali a hlavne v tenkých úsekoch pri zváraní „netemperovali“, ale naopak na vzduchu samotvrdli. Množstvo molybdénu v oceli, z ktorej boli vyrobené, bolo extrémne malé: 0,15 až 0,30 %.

Elektrina a rádiotechnika

Vlákna bežných elektrických lámp sú vyrobené z volfrámu, ktorý je žiaruvzdornejší ako všetky ostatné a poskytuje najväčší svetelný výkon. Ak však spájkujete volfrámové vlákno do sklenenej tyčinky v strede žiarovky, čoskoro praskne v dôsledku tepelnej rozťažnosti vlákna.

Keď sa študovali fyzikálne vlastnosti molybdénu, zistilo sa, že má zanedbateľný koeficient tepelnej rozťažnosti. Pri zahriatí z 25 na 500°C sa rozmery molybdénovej časti zväčšia len o 0,0000055 pôvodnej hodnoty. A aj keď sa zahreje na 1200 °C, molybdén sa takmer nerozpína. Preto sa volfrámové vlákna začali zavesovať na molybdénové háčiky prispájkované. Následne zohral molybdén ešte väčšiu úlohu v technológii elektrického vákua. Elektrický prúd sa do vákuových zariadení privádza cez molybdénové tyče, zaletované do špeciálnej, ktorá má rovnaký koeficient tepelnej rozťažnosti ako molybdén (nazýva sa molybdén).

Tepelne odolné zliatiny

Technológia ultravysokorýchlostných a vesmírnych letov stavia pred metalurgov úlohu získavať čoraz žiaruvzdornejšie materiály. Pevnosť pri vysokých teplotách závisí predovšetkým od typu kryštálovej mriežky a samozrejme od chemickej povahy materiálu. Limit prevádzkovej teploty pre zliatiny titánu je 550-600 °C, zliatiny molybdénu - 860 a zliatiny titánu a molybdénu - 1500 °C!

Ako si môžeme vysvetliť taký výrazný skok? Jeho dôvod je v štruktúre kryštálovej mriežky. Do štruktúry molybdénu sústredenej na telo sa vnášajú cudzie atómy, tentoraz atómy titánu. Výsledkom je takzvaný intersticiálny tuhý roztok, ktorého štruktúra môže byť znázornená nasledovne. Atómy molybdénu, základného kovu, sú umiestnené v rohoch kocky a atómy pridaného kovu, titánu, sú umiestnené v strede týchto kociek. Namiesto na telo centrovanej kryštálovej mriežky sa objavuje tvárovo centrovaná, v ktorej procesy mäknutia pod vplyvom teplôt prebiehajú oveľa pomalšie.

Táto účelová zmena kryštálovej štruktúry kovov je jedným zo základných princípov legovania.

Ďalším dôvodom takého prudkého zvýšenia tepelnej odolnosti spočíva v tom, že sú tavené veľmi odlišné - molybdén a. Toto je všeobecné pravidlo: čím väčší je rozdiel medzi atómami legujúceho kovu a základného kovu, tým silnejšie sú vytvorené väzby. Kovová väzba je akoby doplnená chemickou väzbou.

Legovanie však nie je posledné slovo pri riešení problému žiaruvzdorných zliatin. Už v našej dobe boli objavené mimoriadne vlastnosti fúzov, alebo fúzov. Ich pevnosť v porovnaní s kovmi bežne používanými v technológii je úžasne vysoká. Vysvetľuje to skutočnosť, že kryštalická štruktúra fúzov je prakticky bez defektov a technológia ultra-vysokorýchlostných letov uvádza fúzy do prevádzky a vytvára s ich pomocou kompozitné tepelne odolné materiály. Jedným z týchto materiálov je oxid hlinitý vystužený molybdénovými fúzmi, druhým je zvršok vyplnený technickou výstužou. V porovnaní s konvenčným titánom tento materiál vydrží 1000-krát dlhšie v náročných podmienkach.

Čo môže byť proti ohnivému tornádu, ktoré zasiahne vesmírnu loď pri vstupe do hustých vrstiev atmosféry? V prvom rade tepelne ochranný náter a chladenie. Áno, chladenie, v princípe podobné chladeniu motorov áut pomocou chladičov. Tu musia fungovať len energeticky náročnejšie procesy. Na odparovanie látok je potrebné veľké množstvo tepla, no ešte viac na sublimáciu – prechod z pevného skupenstva priamo do plynného skupenstva. Pri vysokých teplotách molybdén a