โมลิบดีนัม - คุณสมบัติและขอบเขตการใช้งาน ความหนาแน่นของโมลิบดีนัม สมบัติทางกายภาพและทางกล สารประกอบ และการใช้งาน
เคมีเป็นรากฐานของชีวิตของเรา ของใช้ในครัวเรือนทั้งหมดประกอบด้วยสารประกอบขององค์ประกอบของตารางธาตุ ทุกนาทีร่างกายมนุษย์ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนซึ่งมีสารเคมีเข้ามามีส่วนร่วม บทความนี้จะพูดถึงโลหะ เช่น โมลิบดีนัม: ตำแหน่งที่ใช้ คุณสมบัติ และบทบาทของโลหะในร่างกายมนุษย์
เรามาเจาะลึกประวัติศาสตร์กันดีกว่า
แร่ธาตุที่มีโมลิบดีนัมเป็นที่รู้จักในสมัยกรีกโบราณ สารประกอบธรรมชาติเหล่านี้มีโครงสร้างคล้ายกับกราไฟท์ ดังนั้นจึงมักใช้ร่วมกับมันเพื่อสร้างสไตลัส Molybdenite MoS₂ มีโทนสีเทา-เขียวเมื่อเขียนบนกระดาษ เพื่อความแวววาวอันเป็นเอกลักษณ์ จึงได้ชื่อว่าโมลิบดีนา - “เหมือนตะกั่ว”
Karl Wilhelm Scheele ดำเนินการวิจัยซึ่งเขาสังเคราะห์ MoO₃ ไตรออกไซด์ แต่เนื่องจากขาดเตาเผาที่เหมาะสม เขาจึงไม่สามารถแยกโลหะที่อยู่ในรูปบริสุทธิ์ได้ Jöns Jakob Berzelius จัดการในปี 1817 เพื่อให้ได้โมลิบดีนัมโดยการลดออกไซด์ไม่ใช่ด้วยถ่านหิน แต่ด้วยไฮโดรเจน องค์ประกอบทางเคมีที่สังเคราะห์ได้รับการศึกษาอย่างรอบคอบและอธิบายไว้ในผลงานของนักวิทยาศาสตร์
คุณสมบัติทางกายภาพ
เนื่องจากการหักเหของโมลิบดีนัมจึงใช้ในการสร้างแม่พิมพ์สำหรับหล่อชิ้นส่วนจากทองแดงอลูมิเนียมและสังกะสี ความแข็งแรงสูงของโลหะช่วยให้กระบวนการดำเนินการภายใต้แรงกดดันสูง
การรีดและการปั๊ม
จากช่องว่างที่ได้จากการถลุงผงผลิตภัณฑ์รีดจะถูกสร้างขึ้น - แท่งและลวด พวกมันทำจากโลหะบริสุทธิ์ที่เรียกว่าโมลิบดีนัม ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ใช้ที่ไหน? มักใช้ในการผลิตเทอร์โมคัปเปิลซึ่งใช้ในการวัดอุณหภูมิที่สูงกว่า 2,000 ⁰C ตะขอและแกนสำหรับพันไส้หลอดทังสเตนในหลอดไส้ก็ทำจากลวดโมลิบดีนัมเช่นกัน อินพุตแคโทดและอิเล็กโทรดโฟกัสในหลอดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องเชื่อถือได้และเป็นไปตามข้อกำหนดของการหักเหของโลหะสูง โมลิบดีนัมรีดเป็นเลิศสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้
มีการใช้แท่งและเพลทแทนอิเล็กโทรดในเตาหลอมที่อุณหภูมิสูง ต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมพิเศษที่ประกอบด้วยอาร์กอน ไฮโดรเจน หรือสุญญากาศ เนื่องจากโมลิบดีนัมไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีกับแก้วจึงใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเตาหลอม
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ
โมลิบดีนัมพบการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมัน มีการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถทำให้ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนของกำมะถัน น้ำมันหล่อลื่นทำจากอะลูมิเนียมไดซัลไฟด์ ทำให้การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ มีเสถียรภาพ และปกป้องพื้นผิวจากความเครียดทางกลที่อุณหภูมิสูง น้ำมันหล่อลื่นนี้ยังมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนอีกด้วย
ในการผลิตสีและสารเคลือบเงาที่ใช้โมลิบดีนัมและออกไซด์ของมันจะได้เม็ดสีถาวรของโทนสีเหลืองส้ม การสังเคราะห์เส้นใยประดิษฐ์ก็ไม่ได้เกิดขึ้นหากไม่มีสารนี้ เพื่อเพิ่มปริมาณไนโตรเจนในดินจึงใช้ปุ๋ยไมโครที่มีโมลิบดีนัม
บทบาทของโมลิบดีนัมในร่างกาย
โมลิบดีนัมมีบทบาทสำคัญในร่างกายมนุษย์ เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน ไนโตรเจน และเมแทบอลิซึมของพิวรีน ทำหน้าที่ดูดซึมธาตุเหล็กและวิตามินซีและเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพ ธาตุขนาดเล็กมีฤทธิ์ป้องกันมะเร็งและฟื้นฟู
อาหารที่อุดมไปด้วยโมลิบดีนัม ได้แก่ พืชตระกูลถั่ว ธัญพืช และผักใบ ปริมาณจุลภาคที่ต้องการจะเข้าสู่ร่างกายทุกวันหากคุณรับประทานอาหารอย่างเหมาะสม การขาดสามารถชดเชยได้โดยใช้แร่ธาตุเชิงซ้อน
บทบาททางชีวภาพของโมลิบดีนัม
5. คุณสมบัติทางเคมีของโมลิบดีนัม ออกไซด์และไฮดรอกไซด์
โมลิบดีนัมที่หล่อและเผาอย่างหนาแน่นสามารถทนต่ออากาศและออกซิเจนในห้องและอุณหภูมิสูงขึ้นเล็กน้อย เมื่อถูกให้ความร้อนจนเป็นสีแดงเข้ม พื้นผิวของโลหะจะมัวลงอย่างรวดเร็ว และที่อุณหภูมิประมาณ 600°C โมลิบดีนัมจะติดไฟ และปล่อยควันสีขาวออกมา - MoO3 ระเหิด คราบออกไซด์จะถูกทำลายได้ง่าย และเมื่อให้ความร้อนเป็นเวลานาน โลหะก็จะถูกเผาจนหมดไปที่ MoO3 ผงโมลิบดีนัมจะออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า และผงที่ละเอียดที่สุดก็สามารถเผาไหม้ในอากาศได้เอง เมื่อถูกความร้อนในบรรยากาศชื้น ในสภาพแวดล้อมของก๊าซรีดิวซ์หรือเฉื่อยที่ไม่ได้รับการทำให้บริสุทธิ์อย่างทั่วถึงจากออกซิเจนและไอน้ำ จะสังเกตการเกิดออกซิเดชันของโลหะอย่างค่อยเป็นค่อยไปมากหรือน้อยตามปฏิกิริยา:
เมื่อโมลิบดีนัมถูกให้ความร้อนในกระแส SO2 จะเกิดส่วนผสมของโมลิบดีนัมออกไซด์และไดซัลไฟด์ในกระแสของ HCl - คลอไรด์ระเหย (MoCI3) และโมลิบดีนัมออกซีคลอไรด์
ในสารละลายที่มีสารออกซิไดซ์ (ออกซิเจน, HNO3, HC1O3 ฯลฯ ) โมลิบดีนัมจะถูกออกซิไดซ์ สารละลายที่ไม่มีตัวออกซิไดซ์จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน กรดไนตริกเพียงอย่างเดียวหรือผสมกับกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริก ออกซิไดซ์และละลายโลหะ:
เมื่อมีกรดมากเกินไป การตกตะกอนของกรดโมลิบดิก H2MoO4 สีขาวหรือสีเหลืองเล็กน้อยจะตกตะกอนจากสารละลายไม่มีสี HNO3 ที่เข้มข้นจะชะลอการละลาย ทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์ที่ทะลุผ่านได้ เจือจาง HC1 ละลายโลหะที่มีขนาดกะทัดรัดได้ค่อนข้างดี: ภายใน 18 ชั่วโมง น้ำหนักจะลดลง 20-30% ใน HC1 ที่มีความเข้มข้น การละลายจะช้าลง: ภายใน 18 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 110°C น้ำหนักจะลดลง 0.34%
ไฮโดรเจนฟลูออไรด์และกรดไฮโดรฟลูออริกออกฤทธิ์ต่อโมลิบดีนัมอย่างรวดเร็วโดยเปลี่ยนเป็นฟลูออไรด์ H2SO4 ที่เจือจาง (d=ลิตร3 กรัม/มิลลิลิตร) มีผลอ่อนต่อโมลิบดีนัมแม้ที่อุณหภูมิ 110° H2SO4 เข้มข้น (d = 1.82 ก./มล.) มีผลน้อยในช่วงเย็น โดยใน 18 ชั่วโมง น้ำหนักจะลดลง 0.24% ที่อุณหภูมิ 200 - 250°C การละลายจะเร็วขึ้น กรดฟอสฟอริกและกรดอินทรีย์มีผลอ่อนต่อโลหะ แต่เมื่อมีสารออกซิไดซ์ (รวมถึงอากาศ) ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
สารละลายของอัลคาไลและแอมโมเนียออกฤทธิ์กับโมลิบดีนัมอย่างช้าๆ แต่ผลของพวกมันจะเพิ่มขึ้นโดยตัวออกซิไดซ์ที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น เมื่อโมลิบดีนัมละลายในอัลคาไล เราจะได้โมลิบเดตของโลหะอัลคาไล ปฏิกิริยาจะถูกเร่งเมื่อใช้การหลอมของอัลคาไล:
โมลิบดีนัมทนต่อความชื้นโดยไม่ต้องเติมอากาศในระหว่างการเติมอากาศโมลิบดีนัมจะออกซิไดซ์หากสัมผัสกับโลหะอื่นที่มีฤทธิ์น้อยกว่าและมีองค์ประกอบกัลวานิก ในเซลล์กัลวานิก โลหะที่มีฤทธิ์มากกว่าจะถูกออกซิไดซ์
ให้เราพิจารณาปฏิกิริยาปฏิสัมพันธ์ของโมลิบดีนัมกับอโลหะ โมลิบดีนัมทำปฏิกิริยาค่อนข้างแข็งกับอโลหะ (ซิลิคอน, โบรอน, ฮาโลเจน, ซัลเฟอร์ ฯลฯ ) เนื่องจากโมลิบดีนัมมีสถานะออกซิเดชันหลายสถานะ จึงได้ผลิตภัณฑ์หลายชนิดในปฏิกิริยาดังกล่าว
ด้วยไฮโดรเจน
โมลิบดีนัมไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อผลิตสารประกอบทางเคมี มีเพียงการละลายทางกายภาพของไฮโดรเจนในโมลิบดีนัมเท่านั้นที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของพันธะที่ไม่เสถียร ความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนในโมลิบดีนัมจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 0.5 cm3 ต่อโลหะ 100 กรัม
ด้วยฮาโลเจน
ด้วยโมลิบดีนัม ฟลูออรีนจะสร้างฟลูออไรด์ที่ระเหยได้ คลอรีนและโบรมีนทำปฏิกิริยากับมันที่ความร้อนสีแดง ไอโอดีนทำปฏิกิริยากับโมลิบดีนัมช้ามาก เมื่อมีความชื้น ปฏิกิริยากับฮาโลเจนจะถูกเร่งและเกิดขึ้นได้แม้ในที่เย็น
โมลิบดีนัมเกิดเป็นเฮกซาฟลูออไรด์ MoF6, เพนทาฟลูออไรด์ MoF5, เตตราฟลูออไรด์ MoF4 และไตรฟลูออไรด์ MoF3; MoC16 เฮกซาคลอไรด์, MoC15 เพนตะคลอไรด์, MoC13 เตตระคลอไรด์, MoC13 ไตรคลอไรด์และ [Mo6(C1)8]C14 ซูโดไดคลอไรด์เชิงซ้อน; เตตราโบรไมด์ MoBr4, ไตรโบรไมด์ MoBr3 และซูโดไดโบรไมด์เชิงซ้อน [Mo6Br8]Br4 มีเพียงสองสารประกอบที่มีไอโอดีนเท่านั้นที่ทราบได้อย่างน่าเชื่อถือ ได้แก่ MoI2 ไดไอโอไดด์ และ MoI3 ไตรไอโอไดด์ นอกจากสารประกอบเหล่านี้แล้ว ยังรู้จักออกซีเฮไลด์จำนวนหนึ่งและสารประกอบที่เชื่อถือได้น้อยกว่าอีกหลายชนิด
โมลิบดีนัมเฮกซาฟลูออไรด์ได้มาจากการกระทำของฟลูออรีนแห้งผสมกับไนโตรเจนบนโลหะ (ในหลอดแพลตตินัม), โบรมีนไตรฟลูออไรด์บนโลหะที่ 250°, HF แบบไม่มีน้ำบน MoCl5:
2MoC15 + 12HF = 2MoF6 + 10HC1 + H2
เฮกซาฟลูออไรด์ควบแน่นที่อุณหภูมิ -70°C ในรูปของผลึกสีขาว และถูกกลั่นออกภายใต้สุญญากาศที่ 40° ละลายที่อุณหภูมิ 17.5°C และเดือดที่ 35°C โมเลกุลมีโครงสร้างทรงแปดหน้าโดยมีอะตอมของโลหะอยู่ตรงกลางของทรงแปดหน้าและมีอะตอมของฟลูออรีนอยู่ที่จุดยอด ทนทานต่ออากาศแห้ง คลอรีน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไฮโดรไลซ์:
MoF6 + 4H2O = H2MoO4 + 6HF
สร้างเกลือเชิงซ้อนประเภท Me2(MoF8) ด้วยฟลูออไรด์ของโลหะอัลคาไล
โมลิบดีนัมไตรฟลูออไรด์ได้มาจากการให้ความร้อน MoBr3 ในกระแสของ HF ที่ปราศจากน้ำ ภายใต้สภาวะปกติแข็ง เมื่อถูกความร้อนในอากาศชื้น มันจะแยกตัว:
4MoF3 + 6H2O + 3O2 = 4MoO3 + 12HF
ในอากาศแห้งจะมีเสถียรภาพสูงถึง 800° เมื่อสัมผัสกับไฮโดรเจนก็จะลดลงเหลือโลหะ มันค่อย ๆ สลายตัวในน้ำเย็น
โมลิบดีนัม (VI) มีออกซีฟลูออไรด์สองตัว - MoOF4 และ MoO2F2 สิ่งเหล่านี้คือสารผลึกหนักที่เป็นของแข็ง สีขาว ที่ได้จากฟลูออไรด์ของโมลิบดีนัมต่อหน้าออกซิเจน หรือโดยการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาของ MoO3 กับฟลูออไรด์
MoCl6 มีความเสถียรทางความร้อนอย่างมากและไวต่อความชื้นเพียงเล็กน้อย เพิ่งได้มาจากการต้มไทโอนิลคลอไรด์กับ MoO3 เป็นเวลานาน MoC15 ได้มาจากคลอรีนโมลิบดีนัมโดยไม่มีน้ำและอากาศที่อุณหภูมิ 600 - 750°C ตกผลึกเป็นปิรามิดฐานสามเหลี่ยมสีเขียวเข้ม จุดหลอมเหลว 194°C จุดเดือด 238°C ความหนาแน่นของ MoC15 คือ 2.9275 มันละลายในแอนไฮดรัสอีเทอร์, แอลกอฮอล์, ไฮโดรคาร์บอน, คีโตน, อัลดีไฮด์, คาร์บอนไดซัลไฟด์, เอมีนเพื่อสร้างสารเชิงซ้อน เมื่อได้รับความร้อนโดยไม่มีออกซิเจนจะสลายตัว:
MoC15 = MoC13 + C12
ไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 900°C ลดความเป็นโลหะ:
2MoC15 + 5H2 > 10HC1 + 2Mo
สามารถรีดิวซ์ได้โดยใช้ด้ายโลหะร้อนในกระแสไอน้ำผสมกับไฮโดรเจน ในกรณีนี้ ชั้นโมลิบดีนัมหนาแน่นจะสะสมอยู่บนเกลียว แต่ที่ 250° ไตรคลอไรด์จะเกิดขึ้น:
MoC15 + H2 > MoCI3 + 2HC1
เมื่อ MoC15 ถูกให้ความร้อนในอากาศแห้ง จะเกิดออกซีคลอไรด์ MoO2C12 เมื่อถูกความร้อนในอากาศชื้น MoC15 จะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ เกิดเป็นออกซีและไฮดรอกซีคลอไรด์ ในน้ำจะไฮโดรไลซ์โดยสมบูรณ์ด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมาก
โมลิบดีนัมเตตราคลอไรด์ได้มาจากคลอรีน MoO3 ด้วยส่วนผสมของ CI2 และ CCI4 เมื่อถูกความร้อนโดยไม่มีความชื้นและออกซิเจน MoCI4 จะไม่สมส่วนกับ MoCl5 และ MoCl3 เมื่อถูกความร้อนต่อหน้าความชื้นและออกซิเจนจะเกิดออกซีคลอไรด์และไฮดรอกซีคลอไรด์ ด้วยสารหลายชนิดรวมถึงสารอินทรีย์ เตตระคลอไรด์จึงก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม
MoCl3 ไตรคลอไรด์ได้มาในรูปของของแข็งสีแดงโดยการรีดิวซ์บางส่วนของ MoCl5 ด้วยไฮโดรเจนที่ 250° รวมทั้งโดยการส่งส่วนผสมของไอ MoCl5 กับก๊าซเฉื่อยเหนือโมลิบดีนัม
ไตรคลอไรด์สลายตัวโดยไม่ละลาย ระเหิดในการไหลของก๊าซเฉื่อย เสถียรในอากาศแห้งที่อุณหภูมิปกติ และเมื่อถูกความร้อนจะเปลี่ยนเป็นออกซีคลอไรด์ เมื่อถูกความร้อนในก๊าซเฉื่อย สารจะสลายตัวเป็น MoCI4 และคลอไรด์ที่ไม่ระเหยเชิงซ้อน มันสลายตัวด้วยน้ำและสารละลายด่างเมื่อถูกความร้อนและเย็นตามลำดับ ก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนกับแอมโมเนีย สารออกซิไดซ์จะถูกออกซิไดซ์เป็น H2MoO4 ไม่ละลายในกรดไฮโดรคลอริก มันละลายในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกของ MoO3 ก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อน
โบรไมด์ทั้งหมดได้มาจากการกระทำของ Br2 บน Mo ในสภาพแวดล้อม CO ดังนั้น เข็มสีดำ-เขียวของเตตราโบรไมด์จะได้ที่อุณหภูมิประมาณ 600°C ที่ความดันบรรยากาศ ส่วนเตตราโบรไมด์จะได้รับส่วนใหญ่ที่ 350 - 500°C ที่ความดันต่ำกว่าหรืออุณหภูมิที่สูงขึ้นเล็กน้อยจะได้ส่วนผสมของโบรไมด์รวมถึงโบรไมด์เชิงซ้อนด้วย ผลึกสีแดงส้มของไดออกซีโบรไมด์ MoO2Br2 และผลึกรูปเข็มสีเหลืองของกรดโบรโมโมลิบดิก H3 (MoO3Br3) เป็นที่รู้จักกันเช่นกัน
มีเพียงโมลิบดีนัมไดโอไดด์ Mol2 เท่านั้นที่ทราบได้อย่างน่าเชื่อถือ ได้มาจากปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีนกับโลหะที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C:
ไม่ทราบไอโอไดด์โมลิบดีนัมอื่น ๆ
ซัลเฟอร์ไม่ทำปฏิกิริยากับโมลิบดีนัมจนถึงอุณหภูมิ 400 - 450°C ที่อุณหภูมิสูงกว่า จะเกิดโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ MoS2:
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำปฏิกิริยากับโมลิบดีนัมที่อุณหภูมิสูงจนเกิดเป็น MoS2 ในไอของซัลเฟอร์คลอไรด์จะเกิดโมลิบดีนัมซัลโฟนิลคลอไรด์
โมลิบดีนัมซัลไฟด์ MoS3, Mo2S5, Mo2S3 ได้มาจากวิธีทางอ้อม สองอันแรกแยกตัวออกจากกันที่อุณหภูมิสูงกว่า 400°C
นอกจากซัลไฟด์อย่างง่ายเหล่านี้แล้ว ยังรู้จักโพลีซัลไฟด์ Mo(S2)2 และไทโอโมลิบเดต Ме2MoS4 อีกด้วย ซัลไฟด์ที่สูงขึ้น MoS3 เกิดจากการส่งไฮโดรเจนซัลไฟด์ผ่านสารละลายของโมลิบเดตของโลหะอัลคาไล:
โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์เป็นแร่ธาตุที่สำคัญที่สุดของโมลิบดีนัม มันก่อตัวขึ้นในเปลือกโลกภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง มีโครงตาข่ายคริสตัลหกเหลี่ยมซ้อนเป็นชั้นที่ซับซ้อน ไอน้ำออกซิไดซ์ที่ความร้อนสีแดง กรดออกซิไดซ์จะสลายตัวและเปลี่ยนเป็นกรดที่ไม่ออกซิไดซ์จะไม่ส่งผลกระทบต่อมัน โลหะอัลคาไลซัลไฟด์และอัลคาไลสลายตัวเมื่อหลอมละลาย
โมลิบดีนัมไม่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ไนโตรเจนละลายในโมลิบดีนัมเล็กน้อย โมลิบดีนัมไนไตรด์ได้มาในลักษณะที่ต่างออกไป
ที่อุณหภูมิ 400 - 745°C ผงโมลิบดีนัมจะทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียเพื่อผลิตโมลิบดีนัมไนไตรด์: MoN, Mo2N, เฟส b ที่มีไนโตรเจน 28% ในทั้งสามระยะ โครงสร้างผลึกเฉพาะได้ถูกสร้างขึ้น ในสุญญากาศเมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวได้ง่าย
ไนไตรด์ เช่น คาร์ไบด์ Mo2C และโบไรด์ เป็นสารประกอบที่ไม่รักษาอัตราส่วนเวเลนซ์ไว้ Mo3N และ Mo2N อยู่ในระยะที่เรียกว่าเฟสคั่นระหว่างหน้า ซึ่งมีอะตอมที่ไม่ใช่โลหะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของโลหะ ในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างผลึกของระยะหลังไว้ MoN มีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นและไม่สามารถนำมาประกอบกับขั้นตอนการดำเนินการได้
ด้วยคาร์บอน
โมลิบดีนัมและคาร์บอนเกิดเป็นคาร์ไบด์ 2 ชนิด ได้แก่ Mo2C และ MoC เหล่านี้เป็นสารประกอบคล้ายโลหะที่แข็งและทนไฟมาก พวกมันมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับเฟสคั่นระหว่างหน้าซึ่งมีลักษณะเป็นโลหะ (การนำไฟฟ้า ลักษณะที่ปรากฏ ฯลฯ) ซึ่งกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของโครงสร้างอะตอมและผลึกของพวกมัน Mo2C เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 2,400°C นี่คือผงสีเทาเข้ม ซึ่งมักจะได้มาจากการผสมคาร์บูไรซิ่งของผงโมลิบดีนัมและคาร์บอนแบล็คในสถานะของแข็งที่อุณหภูมิ 1,400-1,500°C นอกจากนี้ยังสามารถหาได้จากการทำคาร์บูไรซิ่งลวดโมลิบดีนัมร้อนจากเฟสก๊าซ หรือโดยการทำปฏิกิริยา MoO3 กับ CO และไฮโดรคาร์บอน MoS ละลายที่ 2,650°C โมลิบดีนัมคาร์ไบด์เนื่องจากความแข็งและการหักเหของแสง มีบทบาทสำคัญในเครื่องมือและอุปกรณ์อื่นๆ ของเทคโนโลยีสมัยใหม่
โมลิบดีนัมก่อตัวเป็นเฮกซาคาร์บอนิลโม (CO)6 โดยมีคาร์บอนมอนอกไซด์ภายใต้แรงดันสูง แยกตัวออกที่อุณหภูมิ 150°C เหล่านี้เป็นผลึกสีขาวรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ระเหิดได้ที่ความดันลดลงและอุณหภูมิห้อง ละลายได้ในอีเทอร์และเบนซิน ก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนที่มีเบสเป็นสารอินทรีย์ เมื่อ Mo(CO)6 สลายตัว ขึ้นอยู่กับสภาวะ จะเกิดกระจกโลหะหรือผงของเม็ดโมลิบดีนัมขนาดเล็ก
ด้วยออกซิเจน
แท่งโมลิบดีนัมที่หล่อและเผาอย่างหนาแน่นสามารถทนต่อออกซิเจนและอากาศที่อุณหภูมิปกติและสูงขึ้นเล็กน้อย เมื่อถูกให้ความร้อนจนเป็นสีแดงเข้ม พื้นผิวของโลหะจะมัวอย่างรวดเร็ว และที่อุณหภูมิ 600°C โมลิบดีนัมจะลุกไหม้ และปล่อยควันออกมา - MoO3 ระเหิด คราบออกไซด์จะถูกทำลายได้ง่าย และเมื่อให้ความร้อนเป็นเวลานาน โลหะก็จะถูกเผาจนหมดไปที่ MoO3
ผงโมลิบดีนัมออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า และผงโมลิบดีนัมละเอียดสามารถติดไฟในอากาศหรือในกระแสออกซิเจนได้เอง
ลองพิจารณาชุดของโมลิบดีนัมออกไซด์ สำหรับโมลิบดีนัม จะมีการระบุออกไซด์ที่มีสูตรทางเคมี MoO3 และ MoO2 ค่าโควาเลนต์ของโมลิบดีนัมในออกไซด์คือ 3 และ 2 นอกจากนี้ยังได้รับออกไซด์ขององค์ประกอบที่อยู่ตรงกลางระหว่าง MoO3 และ MoO2: Mo8O23, Mo9O26, Mo4O11, Mo17O47 ลักษณะของพันธะในออกไซด์ส่วนใหญ่เป็นไอออนิกและมีโควาเลนต์บางส่วน
MoO และ Mo2O3 ไม่ได้ถูกแยกออกจากกันในสถานะอิสระ แม้ว่าก่อนหน้านี้จะมีการกล่าวถึงการแยกตัวในวรรณคดีก็ตาม การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ระบุเฟสที่มีออกซิเจนในปริมาณที่สอดคล้องกับองค์ประกอบของ Mo3O MoO2 ออกไซด์เป็นวัสดุทนไฟและมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากกว่า MoO3 ออกไซด์
เนื่องจากโมลิบดีนัมเป็นโลหะ ออกไซด์ของมันจึงควรแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน แต่ออกไซด์ MoO3 และ MoO2 ไม่ได้แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน แต่เป็นคุณสมบัติที่เป็นกรด พวกมันให้สารประกอบจำนวนหนึ่งโดยมีสูตรทั่วไปคือ H2MoO4 และ H2MoO3 คุณสมบัติหลักแสดงโดย Mo2O3 ออกไซด์
MoO3 มีลักษณะเฉพาะด้วยไฮเดรตขององค์ประกอบ H2MoO4 และ H2MoO4 ChN2O H2MoO4 - ผลึกเล็กสีขาวรูปทรงหกเหลี่ยม ไดไฮเดรต H2MoO4 × H2O เกิดขึ้นเมื่อสารละลายที่เป็นกรดของโมลิบเดตคงอยู่เป็นเวลาหลายสัปดาห์ เช่นเดียวกับเมื่อเมล็ด H2MoO4 × H2O ถูกนำเข้าไปในสารละลายแอมโมเนียมพาราโมลิบเดตที่มีความเป็นกรดอย่างแรง H2MoO4 - กรดโมลิบดิกซึ่งเป็นกรดที่มีความแรงปานกลางซึ่งมีฤทธิ์แรงกว่ากรดคาร์บอนิกและแทนที่จากเกลือ:
ออกไซด์ไฮเดรตที่มีวาเลนซีของโลหะระหว่าง VI และ IV ได้มาในรูปของสารประกอบ MoO(OH)3 และ Mo(OH)5 ความแข็งแรงของอิเล็กโทรไลต์เหล่านี้อ่อนแอมากโดยละลายได้ในน้ำเล็กน้อย
MoO2 มีลักษณะเป็นไฮเดรตขององค์ประกอบ H2MoO3 ซึ่งไม่ได้แยกได้ในสถานะอิสระ แต่แยกได้ในสารละลายเท่านั้น นอกจากนี้ยังได้รับสารประกอบขององค์ประกอบ Me2MoO3 อีกด้วย อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ
นอกจากนี้ จากการกระทำของแอมโมเนียบนสารละลายของโมลิบเดต ทำให้ได้ Mo(OH)3 ซึ่งเป็นผงสีดำอสัณฐาน ไม่ละลายในน้ำและสารละลายด่าง ละลายได้ง่ายในกรดแร่ และในกรณีที่ไม่มีตัวออกซิไดซ์จะทำให้เกิดไอออน Mo+3
พิจารณาคุณสมบัติของ H2MoO4
กรดโมลิบดิกทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงกับออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ และคาร์บอเนตของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท ทำให้ได้โมลิบเดตที่สอดคล้องกัน
สถานะของกรดโมลิบดิกในสารละลายขึ้นอยู่กับความเป็นกรดและการเจือจางของกรดโมลิบดิก ที่เจือจางสูง (<10-4 моль/л, РН>6.5) กรดโมลิบดิกอยู่ในสารละลายในรูปของโมเลกุลอย่างง่าย ในสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นและที่ pH น้อยกว่า 6: pH<6 происходит полимеризация молекул. Степень сложности образованных комплексов также зависит от температуры.
ลองพิจารณาคุณสมบัติของ Mo(OH)3 กัน
Dry Mo(OH)3 เป็นผงอสัณฐาน ไม่ละลายในน้ำและสารละลายด่าง จะแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน ละลายได้ง่ายในสารละลายกรดแร่ ทำให้เกิดเกลือ Mo3+
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเสียจากอุตสาหกรรมโมลิบดีนัม
เมื่อแปรรูปแร่โมลิบดีนัม โมลิบดีนัมจำนวนมากจะหายไปในขั้นตอนต่างๆ ของการแปรรูปวัตถุดิบ ในกรณีนี้อาจเป็นไปได้ทั้งการวางยาพิษของบุคลากรที่ทำงานในองค์กรและผลกระทบด้านลบต่อธรรมชาติ
ความเป็นพิษของโมลิบดีนัมเกิดขึ้นเมื่อปริมาณโมลิบดีนัมมากกว่า 15 มก. ต่อวัน เมื่อรับประทานโมลิบดีนัมในปริมาณดังกล่าว จะมีอาการดังต่อไปนี้:
·อ่อนเพลีย, เป็นพิษ;
· โรคเกาต์ (ที่มีภาวะขาดแคลเซียมร่วมด้วย);
· ความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกัน
·การเปลี่ยนแปลงการทำงานของไขกระดูก, ไธมัส, ม้าม;
· molybdenosis จากการทำงานเรื้อรัง (เพิ่มระดับของกรดยูริกและโมลิบดีนัมในเลือด, โรคข้ออักเสบ, ความดันเลือดต่ำ, โรคโลหิตจางและเม็ดเลือดขาว, โรคระบบทางเดินอาหาร, การสูญเสียน้ำหนัก, ความผิดปกติของการเผาผลาญอย่างรุนแรง)
“โรคเกาต์โมลิบดีนัม” (โรคโควาลสกี้) ซึ่งพบได้บ่อยในประเทศอาร์เมเนีย
เมื่อให้โมลิบดีนัมในปริมาณมาก พืชจะดูดซับโมลิบดีนัมไว้ ส่วนพืชจะมีโมลิบดีนัมอยู่ในใบและยอด ในขณะเดียวกันก็กลายเป็นสารพิษ พืชมีแนวโน้มที่จะสกัดและให้ความเข้มข้นของโมลิบดีนัมในมวลสีเขียว ดังนั้นเนื้อหาในนั้นจะสูงกว่าในดิน สิ่งนี้จะนำไปสู่การเป็นพิษจากโมลิบดีนัมในสัตว์ ดังนั้นการทิ้งหลังจากการแปรรูปแร่โมลิบดีนัมควรถูกคลุมด้วยชั้นดินเพื่อป้องกันไม่ให้หินถูกลมพัดปลิวไป นอกจากนี้ควรแยกขยะดังกล่าวออกจากน้ำบาดาลเนื่องจากโมลิบดีนัมสามารถซึมลงไปในน้ำใต้ดินและสร้างพิษได้
ได้รับ d-metal ไฮดรอกไซด์โดยการตกตะกอนทางเคมีจาก 0.5 M และสารละลายของโลหะคลอไรด์ที่สอดคล้องกันและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 1.5 M โดยมีปฏิกิริยา MeCln + nNaOH = Me(OH)nv + nNaCl...
ผลของสารประกอบ d-metal ต่ออัตราการแยกตัวของโมเลกุลน้ำในเมมเบรนแบบไบโพลาร์
เพื่อแยกอนุภาคของไฮดรอกไซด์โลหะทรานซิชันจากผงโพลิดิสเพอร์สที่ได้จากการบดในปูนพอร์ซเลน มีการใช้การติดตั้งในห้องปฏิบัติการที่พัฒนาขึ้นระหว่างงานนี้ (รูปที่ 4)...
ผลของสารประกอบ d-metal ต่ออัตราการแยกตัวของโมเลกุลน้ำในเมมเบรนแบบไบโพลาร์
การใช้การติดตั้งในห้องปฏิบัติการที่พัฒนาขึ้นในงานนี้เพื่อการแยกอนุภาคไฮดรอกไซด์ทำให้สามารถแยกเศษส่วนของอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 5 ไมครอนได้ (รูปที่ 10...
ภารกิจของการนำกราฟต์พอลิเมอไรเซชันของเตตราฟลูออโรเอทิลีนไปใช้
บนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม tetrafluoroethylene จะเติมไฮโดรเจนเพื่อสร้าง 1,1,1,2 - tetrafluoroethane เมื่อส่องสว่างด้วยแสงแอคตินิก เตตราฟลูออโรเอทิลีนจะเกิดปฏิกิริยาฮาโลเจน...
การได้รับซิงค์ฟอสเฟต
สังกะสีเป็นโลหะที่ออกฤทธิ์ทางเคมี มีคุณสมบัติในการรีดิวซ์เด่นชัด และมีฤทธิ์ด้อยกว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท แสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริก ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานคือ 0.76 V...
การใช้งานจริงและคุณสมบัติของนีโอไดเมียม
นีโอไดเมียมเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ซึ่งมีพฤติกรรมการทำปฏิกิริยาคล้ายกับแลนทานัม ในอากาศชื้น ฟิล์มจะถูกปกคลุมไปด้วยออกไซด์ไฮดรอกไซด์ อันดับที่ 4 + 6H2O + 3O2 > อันดับ 4(OH)3. นีโอไดเมียมถูกพาสซีฟในน้ำเย็นและไม่ทำปฏิกิริยากับด่างและเอธานอล...
การคำนวณกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสสังกะสีจากสารละลายซัลเฟต
สังกะสีเป็นโลหะที่ค่อนข้างมีฤทธิ์ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ฮาโลเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัสได้อย่างง่ายดาย: 2 Zn + O2 = 2 ZnO (ซิงค์ออกไซด์); (1) Zn + Сl2 = ZnСl2 (สังกะสีคลอไรด์); (2) Zn + S = ZnS (ซิงค์ซัลไฟด์); (3) 3 Zn + 2 P = Zn3P2 (ซิงค์ ฟอสไฟด์)...
เมื่อละลายจะสลายตัว (tmelt = 1450? C) ความสามารถในการละลายของ CaSO4 เพิ่มขึ้นเมื่อมี MgCl2, NaCl, HNO3, HCl ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ซึ่งคาร์บอนลดลงในระหว่างการเผา...
แกลเลียมไตรฮาไลด์
คุณสมบัติทางเคมีและขอบเขตของโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต
โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตมีความทนทานต่อสารเคมีสูงต่อน้ำมันเบนซิน น้ำมัน ไขมัน แอลกอฮอล์ อีเทอร์ กรดเจือจาง และด่าง โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตไม่ละลายในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด...
คุณสมบัติทางเคมีของไซคลิกอีเทอร์โดยใช้ตัวอย่างของเอทิลอกซีเรน
เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างโมเลกุล เอทิลีนออกไซด์จึงเป็นสารประกอบที่เกิดปฏิกิริยาได้มากและทำปฏิกิริยากับสารประกอบต่างๆ ได้อย่างง่ายดายเพื่อทำลายพันธะ C-O และเปิดวงแหวน...
เคมีของธาตุ: โมลิบดีนัม
โมลิบดีนัม - (โมลิบดีนัม), โม - องค์ประกอบทางเคมี 6 (VI B) ของกลุ่มระบบธาตุ, เลขอะตอม 42, น้ำหนักอะตอม 95.94 มีไอโซโทปที่รู้จัก 31 ไอโซโทปของโมลิบดีนัมตั้งแต่ 83Mo ถึง 113Mo ในจำนวนนี้มีความเสถียรคือ: 92Mo, 94Mo - 98Mo ไอโซโทปเหล่านี้หกชนิดและ 100Mo (TS = 1...
นักวิทยาศาสตร์สามคนมีส่วนร่วมในการค้นพบโมลิบดีนัม: ประการแรก Karl Scheele ชาวสวีเดนได้รับออกไซด์ MoO 3 จากกรดโมลิบดิก (พ.ศ. 2321) จากนั้นชาวฝรั่งเศส P. Guelm ลดมันด้วยถ่านหินและรับโลหะที่มีสิ่งเจือปน (พ.ศ. 2325) และหลังจากนั้น J. Berzelius ได้รับโมลิบดีนัมบริสุทธิ์อันเป็นผลมาจากการรวมกันของออกไซด์และไฮโดรเจน
โมลิบดีนัมถูกขุดขึ้นมาทั่วโลกเนื่องจากมีการกระจายค่อนข้างสม่ำเสมอทั้งทั่วทั้งเปลือกโลกและในน่านน้ำในมหาสมุทร ธาตุนี้พบได้ทั้งในถ่านหินและน้ำมัน แต่ปริมาณมากที่สุดอยู่ในเฟลด์สปาร์
โมลิบดีนัม: คุณสมบัติทางกายภาพ
ภายนอกโมลิบดีนัมเป็นโลหะที่มีสีเทาอ่อนแบบดั้งเดิม มันอยู่ในประเภทของวัสดุทนไฟ แต่ยิ่งบริสุทธิ์ก็ยิ่งนุ่มลง ลักษณะสำคัญของโมลิบดีนัม:
- ความหนาแน่น (หมายเลข) – 10.22 ก./ซม.3
- จุดหลอมเหลว – 2,620°C (2890 เคลวิน)
- จุดเดือด – 4639°C (4885 เคลวิน)
- ค่าการนำความร้อนที่ 300 K – 138 W/(m · K)
โมลิบดีนัม: คุณสมบัติทางเคมี
ธาตุ Mo มีความเสถียรสูงถึง 400°C หลังจากนั้นจะออกซิไดซ์ ทุกวันนี้ได้รับโมลิบดีนัมออกไซด์หลายชนิดรวมถึง MoO 3 ไตรออกไซด์, โมลิบดีนัม (IV) ออกไซด์ MoO 2 เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีคาร์ไบด์ - Mo 2 C และ MoC ซึ่งเป็นสารที่มีผลึกละลายสูง 
โมลิบดีนัมมีอยู่ในแร่ธาตุมากกว่า 20 ชนิด สิ่งที่พบบ่อยที่สุดถือได้ว่าเป็น:
- >โมลิบดีไนต์ - MoS 2
- โมลิบไดต์ - เฟ(MoO 4) 3 nH 2 O
- วูลเฟไนต์ - PbMoO 4
- เพาเวลไลท์ - SaMoO 4
โมลิบดีนัม: ใช้ที่ไหน?
ประการแรกการผลิตโมลิบดีนัมที่แพร่หลายในโลกนั้นถูกกำหนดโดยความต้องการของโลหะวิทยาทั่วโลก โลหะนี้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบอัลลอยด์สำหรับเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนและทนความร้อนส่วนใหญ่ นอกจากนี้ยังขาดไม่ได้ในการทำให้โลหะมีคุณลักษณะด้านความแข็งแรงเพิ่มขึ้นและมีความเหนียวเพิ่มขึ้น ผู้ผลิตหลอดไฟและเตาเผาอุณหภูมิสูงไม่สามารถทำได้หากไม่มีโมลิบดีนัม อุตสาหกรรมเคมีใช้ Mo และสารประกอบของโมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมี เม็ดสีสำหรับสีย้อม ฯลฯ 
การใช้โมลิบดีนัมอีกด้านคือยา: โมบริสุทธิ์ช่วยให้แพทย์วินิจฉัยมะเร็งได้ องค์ประกอบเดียวกันนี้สามารถพบได้ในวัสดุสำหรับกระจกของเลเซอร์ไดนามิกแก๊สกำลังสูง
บทบาททางชีวภาพ
โมลิบดีนัมไม่ใช่องค์ประกอบทั่วไป แต่มีอยู่ในร่างกายมนุษย์ทุกคน ยิ่งไปกว่านั้น การขาด Mo ในร่างกายมนุษย์สามารถขัดขวางกระบวนการทางชีววิทยาที่จำเป็น และทำให้เกิดโรคร้ายแรงได้ เป็นที่ทราบกันว่าโมลิบดีนัมมีความเข้มข้นสูงสุดในผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้: นม ตับ ธัญพืช พืชตระกูลถั่ว และผักใบ
ลวดตะกั่วโมลิบดีนัมในหลอดไส้ปรากฏขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20
โมลิบดีนัมถูกเลือกมาเพื่อความเสถียรและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง
นับตั้งแต่การประยุกต์ใช้ครั้งแรกนี้ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรได้ค้นพบว่าคุณสมบัติอื่นๆ ของโมลิบดีนัมทำให้โมลิบดีนัมเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้สำหรับการใช้งานทางวิศวกรรมหลายประเภท โมลิบดีนัมและโลหะผสมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าสำหรับโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง
หลายคนใช้ความแข็งแรงของโมลิบดีนัมและความเสถียรที่อุณหภูมิสูง เหมือนกับลวดนำไฟฟ้าเส้นแรกในหลอดไส้ อย่างไรก็ตาม โมลิบดีนัมมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายที่ทำให้โมลิบดีนัมมีความน่าสนใจสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมและอุตสาหกรรม รวมถึงเป็นส่วนประกอบดั้งเดิมของโลหะผสมอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูง คุณสามารถซื้อถ้วยใส่ตัวอย่างโมลิบดีนัมได้จากลิงก์ในราคาที่น่าสนใจมาก
คุณสมบัติหลักของโมลิบดีนัม:
การนำความร้อนสูง
- การนำไฟฟ้าสูง
- ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ
- ทนต่อโลหะหลอมเหลว
- เข้ากันได้กับส่วนประกอบของแก้วส่วนใหญ่
- ความต้านทานความร้อน
- มีความแข็งแกร่งสูงและการยึดเกาะที่ดีกับกระจกที่ใช้ในโคมไฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เนื่องจากคุณสมบัติหลายประการเป็นที่น่าสนใจสำหรับวิศวกรและนักออกแบบ โลหะโมลิบดีนัมและโลหะผสมจึงถูกนำมาใช้ใน:
อุปกรณ์แสงสว่าง
- เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
- อุปกรณ์การแพทย์
- อุปกรณ์แปรรูปวัสดุ
- เตาอุณหภูมิสูงและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องสำหรับการพ่นเคลือบด้วยความร้อน
- ส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศและการป้องกัน
การใช้งานในทุกด้านเหล่านี้จำเป็นต้องมีการผสมผสานคุณสมบัติหลายอย่างเข้าด้วยกัน โมลิบดีนัมและโลหะผสมของมัน เช่นเดียวกับวัสดุคอมโพสิตที่ใช้โลหะโมลิบดีนัม ให้การผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของการนำความร้อนและไฟฟ้า การขยายตัวทางความร้อน ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง และความต้านทานการคืบ แรงดันไอน้ำ เสถียรภาพด้านสิ่งแวดล้อม
ความต้านทานต่อการเสียดสีและการสึกหรอซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่ง
บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจว่าเหตุใดเนื้อหาพิเศษนี้จึงมีการใช้งานในแอปพลิเคชันที่หลากหลายเช่นนี้ นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับการใช้และการผลิตอุปกรณ์ที่ทำจากโมลิบดีนัมและโลหะผสม
วิธีการผลิตผลิตภัณฑ์โลหะโมลิบดีนัม
เนื่องจากโมลิบดีนัมบริสุทธิ์ละลายที่อุณหภูมิสูงมาก และเนื่องจากโมลิบดีนัมจะออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ กระบวนการถลุงแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถแยกโลหะออกจากแร่ได้ แต่แร่จะได้รับการประมวลผลผ่านขั้นตอนการบดและแยกหลายขั้นตอนเพื่อแยก MoS (โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์) ออกจากส่วนประกอบอื่นๆ วัสดุแยกเดี่ยวนี้ซึ่งมี MoS สูงถึงประมาณ 90% ถูก "ทอด" ในอากาศเพื่อผลิต MoO (โมลิบดีนัมออกไซด์) และ (ซัลเฟอร์ไดออกไซด์) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกแปลงเป็นกรดซัลฟิวริกและสามารถขายสำหรับการใช้งานทางเคมีได้
ออกไซด์ทางเทคนิคประกอบด้วย Mo ประมาณ 57% และ S น้อยกว่า 0.1% แต่นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับเทคโนโลยีการผลิตส่วนใหญ่ที่ใช้ออกไซด์ รวมถึงการผลิตโลหะผสมเหล็กโมลิบดีนัม
อย่างไรก็ตาม ออกไซด์เชิงพาณิชย์จะต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีเพื่อใช้ในการผลิตโลหะโมลิบดีนัม ออกไซด์จะถูกละลายในโซเดียมหรือแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ก่อนแล้วจึงเป็นแบบนี้
สารละลายได้รับการบำบัดโดยการตกตะกอนและการกรอง โดยต้องสกัดด้วยตัวทำละลาย หรือทั้งสองวิธีร่วมกันเพื่อขจัดสิ่งเจือปน
สมบัติและการประยุกต์ของโมลิบดีนัม
มีความเชื่อมโยงที่แยกไม่ออกระหว่างคุณสมบัติของวัสดุและการใช้งาน
ในบางกรณีการประยุกต์ใช้คุณสมบัติเฉพาะ (เช่น การนำไฟฟ้า) คือ
ที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ในประเทศอื่นๆ การผสมผสานคุณสมบัติต่างๆ เข้าด้วยกันทำให้คุณสามารถเลือกทางเลือกที่ดีที่สุดได้
Optimum เป็นคำสำคัญในบริบทนี้ ซึ่งหมายความว่าในขณะที่วัสดุอื่นๆอาจ
มีข้อได้เปรียบในคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่ง การรวมกันของคุณสมบัติเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับปัญหาการออกแบบทางวิศวกรรม
บางครั้งวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดไม่ใช่การใช้วัสดุชนิดใดชนิดหนึ่ง แต่เป็นการผสมผสานระหว่างวัสดุหรือวัสดุคอมโพสิต ซึ่งช่วยให้นักออกแบบสามารถปรับแต่งคุณสมบัติที่สนใจเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะได้
ในทุกกรณี โซลูชันที่คุ้มต้นทุนคือโซลูชันที่ชนะการแข่งขันในท้ายที่สุด ซึ่งหมายความว่าวัสดุที่ผลิตจากโลหะโมลิบดีนัมซึ่งมีราคาค่อนข้างแพงในฐานะวัสดุโครงสร้างเมื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐานของสำนักออกแบบที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป จะต้องแสดงให้เห็นข้อได้เปรียบเหนือคู่แข่งอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น โลหะผสมโมลิบดีนัมให้ความแข็งแรงสูงกว่าโมลิบดีนัมบริสุทธิ์ และช่วยรักษาความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงกว่าที่โมลิบดีนัมบริสุทธิ์จะทนได้
เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และการผลิต
ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้ผลิตใช้โลหะผสมโมลิบดีนัมกันอย่างแพร่หลายในหลอดสุญญากาศ โดยใช้โมลิบดีนัมเป็นตัวรองรับเส้นใยและกริดเนื่องจากมีอุณหภูมิสูง
ความแข็งแรงและเสถียรภาพทางกล
ผู้ออกแบบอุปกรณ์โซลิดสเตตได้ค้นพบคุณสมบัติอื่นนอกเหนือจากการต้านทานความร้อนที่ทำให้สารประกอบโมลิบดีนัมเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
โมลิบดีนัมมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับซิลิคอนและมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเป็นสารตั้งต้นสำหรับอุปกรณ์สายพานที่เปราะบาง โมลิบดีนัมมีฐานที่แข็งแกร่งและแข็งแกร่งซึ่งนำไฟฟ้าเข้าและออกจากอุปกรณ์และกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ CTE ที่ต่ำจะช่วยลดความเครียดในการขยายตัวส่วนต่างให้เหลือน้อยที่สุด
การผลิตเซมิคอนดักเตอร์
อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ใช้ส่วนประกอบโมลิบดีนัมมายาวนาน ซึ่งต้องการความแข็งแกร่งของอุณหภูมิและความเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมกระบวนการที่รุนแรง กระบวนการฝังไอออนใช้ในการเติมเวเฟอร์ซิลิคอนด้วยอะตอมเพื่อสร้างอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์
ใช้ในโลหะวิทยา
การประมวลผลที่อุณหภูมิสูง
ความสามารถในการใช้งานได้ร้อน ทนความร้อน และต้านทานการเสียรูปเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ
สำหรับอุปกรณ์งานร้อน โลหะผสมโมลิบดีนัมช่วยให้เกิดอุณหภูมิที่สูงขึ้น
1100°C โลหะผสมโมลิบดีนัมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการอัดขึ้นรูปทองเหลือง การหล่อโลหะ การแปรรูปโลหะเหลว และแม้แต่การฉีดขึ้นรูปพลาสติก
มันเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงไตรมาสสุดท้ายของศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น ในปี พ.ศ. 2428 เหล็กถูกถลุงที่โรงงาน Putilov ซึ่งมีคาร์บอน 0.52% และโมลิบดีนัม 3.72% คุณสมบัติของมันเกือบจะเหมือนกับเหล็กทังสเตน ประการแรก ฉันรู้สึกประทับใจกับความแข็งที่ยอดเยี่ยมของมัน และด้วยเหตุนี้ จึงมีความเหมาะสมสำหรับการผลิตเครื่องมือตัดโลหะ โมลิบดีนัมเพียง 0.3% เพิ่มความแข็งของเหล็กในระดับเดียวกับทังสเตน 1% แต่สิ่งนี้ถูกค้นพบในภายหลังเท่านั้น
นอกจากนี้ยังส่งผลต่อคุณภาพของเหล็กหล่อด้วย การเติมโมลิบดีนัมทำให้ได้เหล็กหล่อผลึกละเอียดที่มีความแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอเพิ่มขึ้น
ในปีพ.ศ. 2443 ที่งานนิทรรศการอุตสาหกรรมโลกในกรุงปารีส มีการจัดแสดงเหล็กที่มีและมีคุณสมบัติโดดเด่น: เครื่องตัดที่ทำจากเหล็กกล้านั้นได้รับการชุบแข็งระหว่างการใช้งาน และเมื่อ 10 ปีก่อน ในปีครบรอบหนึ่งร้อยปีของการค้นพบธาตุหมายเลข 42 ได้มีการพัฒนากระบวนการถลุงเฟอร์โรโมลิบดีนัม ซึ่งเป็นโลหะผสมของโมลิบดีนัมกับเหล็ก ด้วยการเติมโลหะผสมจำนวนหนึ่งลงในการหลอม พวกเขาจึงเริ่มผลิตเหล็กเกรดพิเศษ ร่วมกับโครเมียม นิกเกิล และโคบอลต์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นองค์ประกอบผสม และเหล็กมักจะไม่ผสมกับโมลิบดีนัมทางเทคนิค แต่กับเฟอร์โรโมลิบดีนัม - สิ่งนี้ให้ผลกำไรมากกว่า
ขณะเดียวกันสงครามโลกครั้งที่หนึ่งกำลังใกล้เข้ามา หน่วยงานทางทหารของมหาอำนาจยุโรปต้องการเกราะที่แข็งแกร่งสำหรับเรือและป้อมปราการจากอุตสาหกรรม และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กกล้าที่แข็งแกร่งสำหรับปืนใหญ่ กระบอกปืนเริ่มทำจากเหล็กโครเมียม - โมลิบดีนัมและนิกเกิล - โมลิบดีนัมซึ่งมีขีด จำกัด ความยืดหยุ่นสูงและในขณะเดียวกันก็คล้อยตามการหมุนด้วยความแม่นยำสูง กระสุนเจาะเกราะ เพลาเรือ และชิ้นส่วนสำคัญอื่นๆ ทำจากโครเมียมโมลิบดีนัม
บริษัท Winchester ใช้เหล็กนี้ในการผลิตลำกล้องปืนไรเฟิลและตัวรับ มีเครื่องยนต์หนักมากขึ้นเรื่อยๆ พวกเขาต้องการตลับลูกปืนเม็ดกลมและลูกกลิ้งขนาดใหญ่ที่สามารถรับน้ำหนักได้มาก และเหล็กโครเมียมโมลิบดีนัมและนิกเกิลโมลิบดีนัมก็เหมาะสำหรับจุดประสงค์นี้ ทุกวันนี้ เมื่อแร่โมลิบดีนัมหลายล้านตันถูกขุดจากใต้พื้นโลกทุกปี 90% ของโมลิบดีนัมทั้งหมดถูกดูดซับโดยโลหะวิทยาที่เป็นเหล็ก
โมลิบดีนัมและการบิน
เมื่อเครื่องบินไม่ได้ทำจากไม้และผ้าใบอีกต่อไป ไม่เพียงแต่ต้องใช้มอเตอร์ที่ทรงพลังและแผ่นโลหะน้ำหนักเบาเท่านั้น แต่ยังต้องใช้โครงที่แข็งแกร่งที่ทำจากท่อโลหะด้วย ในตอนแรก การบินพอใจกับท่อเหล็กคาร์บอน แต่ขนาดของเครื่องบินก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ... จำเป็นต้องใช้ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่ามาก แต่มีความหนาของผนังบาง โดยหลักการแล้วท่อที่ทำจากเหล็กโครเมียม - วาเนียมอาจมีความเหมาะสม แต่เหล็กนี้ไม่สามารถทนต่อการวาดตามขนาดที่ต้องการได้และในสถานที่เชื่อมท่อดังกล่าวจะ "ผ่อนคลาย" เมื่อเย็นตัวลงและสูญเสียความแข็งแรง
เป็นไปได้ที่จะหลุดพ้นจากทางตันนี้ได้ด้วยเหล็กโครเมียมโมลิบดีนัม ท่อจากมันถูกดึงออกมาอย่างดีเชื่อมอย่างสมบูรณ์แบบและที่สำคัญที่สุดคือในส่วนที่บางพวกเขาไม่ได้ "อารมณ์" ในระหว่างการเชื่อม แต่ในทางกลับกันกลับทำให้แข็งตัวในอากาศ ปริมาณโมลิบดีนัมในเหล็กที่ใช้ดึงออกมามีน้อยมาก: 0.15-0.30%
วิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ
เส้นหลอดของหลอดไฟฟ้าทั่วไปทำจากทังสเตน ซึ่งทนไฟได้ดีกว่าหลอดอื่นๆ ทั้งหมดและให้แสงสว่างมากที่สุด แต่ถ้าคุณบัดกรีไส้หลอดทังสเตนลงในแท่งแก้วที่อยู่ตรงกลางหลอดไฟ ในไม่ช้าไส้หลอดก็จะแตกเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนของไส้หลอด
เมื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของโมลิบดีนัมพบว่ามีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเล็กน้อย เมื่อถูกความร้อนตั้งแต่ 25 ถึง 500° C ขนาดของชิ้นส่วนโมลิบดีนัมจะเพิ่มขึ้นเพียง 0.0000055 ของค่าเดิม และแม้เมื่อได้รับความร้อนถึง 1200°C โมลิบดีนัมก็แทบจะไม่ขยายตัว ดังนั้นเส้นใยทังสเตนจึงเริ่มถูกแขวนไว้บนตะขอโมลิบดีนัมที่บัดกรีเข้าไป ต่อมาโมลิบดีนัมมีบทบาทมากยิ่งขึ้นในเทคโนโลยีสูญญากาศไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าถูกส่งไปยังอุปกรณ์สูญญากาศผ่านแท่งโมลิบดีนัมซึ่งบัดกรีเป็นกระแสไฟฟ้าพิเศษที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเช่นเดียวกับโมลิบดีนัม (ซึ่งเรียกว่าโมลิบดีนัม)
โลหะผสมทนความร้อน
เทคโนโลยีการบินความเร็วสูงและอวกาศทำให้นักโลหะวิทยาต้องได้รับวัสดุที่ทนความร้อนมากขึ้น ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงขึ้นอยู่กับประเภทของโครงตาข่ายคริสตัลเป็นหลักและแน่นอนขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของวัสดุด้วย ขีดจำกัดอุณหภูมิการใช้งานสำหรับโลหะผสมไทเทเนียมคือ 550-600° C โลหะผสมโมลิบดีนัม - 860 และโลหะผสมไทเทเนียม-โมลิบดีนัม - 1500° C!
เราจะอธิบายการก้าวกระโดดครั้งสำคัญเช่นนี้ได้อย่างไร? เหตุผลก็คืออยู่ในโครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัล อะตอมแปลกปลอมถูกนำเข้าไปในโครงสร้างที่มีศูนย์กลางของร่างกายของโมลิบดีนัม ซึ่งคราวนี้เป็นอะตอมไทเทเนียม ผลลัพธ์ที่ได้คือสิ่งที่เรียกว่าโซลูชันของแข็งคั่นระหว่างหน้าซึ่งมีโครงสร้างที่สามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้ อะตอมของโมลิบดีนัมซึ่งเป็นโลหะฐานจะอยู่ที่มุมของลูกบาศก์ และอะตอมของโลหะที่เติมเข้าไปซึ่งก็คือไทเทเนียมจะอยู่ที่ศูนย์กลางของลูกบาศก์เหล่านี้ แทนที่จะมีโครงตาข่ายคริสตัลที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกาย โครงตาข่ายที่อยู่ตรงกลางใบหน้าจะปรากฏขึ้น ซึ่งกระบวนการทำให้อ่อนตัวลงภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิจะเกิดขึ้นเร็วน้อยกว่ามาก
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกของโลหะอย่างมีจุดมุ่งหมายเป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของการผสม
อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ความต้านทานความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วนั้นก็คือความจริงที่ว่ามีการหลอมละลายที่แตกต่างกันมาก - โมลิบดีนัมและ นี่เป็นกฎทั่วไป: ยิ่งอะตอมของโลหะผสมผสมและโลหะฐานมีความแตกต่างกันมากเท่าใด พันธะก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น พันธะโลหะนั้นเสริมด้วยพันธะเคมี
อย่างไรก็ตาม การผสมโลหะผสมไม่ใช่คำตอบสุดท้ายในการแก้ปัญหาโลหะผสมทนความร้อน ในสมัยของเรา คุณสมบัติพิเศษของผลึกคล้ายเส้นด้ายหรือ "หนวดเครา" ได้ถูกค้นพบแล้ว ความแข็งแกร่งเมื่อเทียบกับโลหะที่ใช้ในเทคโนโลยีทั่วไปนั้นสูงอย่างน่าประหลาดใจ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโครงสร้างผลึกของหนวดนั้นไม่มีข้อบกพร่องในทางปฏิบัติ และเทคโนโลยีของการบินด้วยความเร็วสูงพิเศษก็นำหนวดไปใช้งาน สร้างวัสดุคอมโพสิตทนความร้อนด้วยความช่วยเหลือ หนึ่งในวัสดุเหล่านี้คืออะลูมิเนียมออกไซด์ที่เสริมแรงด้วยหนวดโมลิบดีนัม ส่วนอีกอันเป็นวัสดุเสริมแรงทางเทคนิคด้านบน เมื่อเปรียบเทียบกับไทเทเนียมทั่วไป วัสดุนี้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 1,000 เท่าภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย
อะไรจะตรงข้ามกับพายุทอร์นาโดที่ลุกเป็นไฟซึ่งกระทบยานอวกาศเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น? ประการแรก การเคลือบป้องกันความร้อนและความเย็น ใช่ การระบายความร้อน มีหลักการคล้ายกับการระบายความร้อนเครื่องยนต์ของรถยนต์โดยใช้หม้อน้ำ เฉพาะกระบวนการที่ใช้พลังงานมากเท่านั้นที่ต้องทำงานที่นี่ จำเป็นต้องใช้ความร้อนจำนวนมากในการระเหยสาร แต่ยิ่งกว่านั้นสำหรับการระเหิด - ถ่ายโอนจากสถานะของแข็งไปสู่สถานะก๊าซโดยตรง ที่อุณหภูมิสูงโมลิบดีนัมและ