Prezzo, storia, occorrenza, estrazione e uso del molibdeno

Molibdeno (greco Μόλυβδος molybdos "Piombo") è un elemento chimico con l'elemento simbolo Mo e il numero atomico 42. È uno dei metalli di transizione, nella tavola periodica è nel 5 ° periodo e nel 6 ° sottogruppo (gruppo 6) o gruppo cromo.

Il molibdeno, che di solito si trova in depositi sotto forma di lucentezza di molibdeno (bisolfuro di molibdeno), è stato a lungo confuso con lucentezza di piombo o grafite. Nel 1778 Carl Wilhelm Scheele riuscì a trasformare la lucentezza del molibdeno in ossido di molibdeno bianco (VI) (anche triossido di molibdeno) MoO mediante trattamento con acido nitrico₃ (Acqua piombo terra). Nel 1782 Peter Jacob Hjelm ridusse l'ossido in molibdeno elementare con il carbone. A causa della sua difficile lavorabilità (il molibdeno puro può essere deformato plasticamente, ma la contaminazione con un decimillesimo di ossigeno o azoto rende il molibdeno estremamente fragile), il molibdeno è stato ignorato per molto tempo. Alla fine del XIX secolo, i dipendenti dell'azienda francese Schneider & Co. notarono le proprietà utili delle leghe di molibdeno nella produzione di tubi corazzati. Nelle due guerre mondiali, la domanda per il metallo è stata grande, dopo la seconda guerra mondiale i prezzi sono scesi drasticamente. L'unica miniera dell'Europa occidentale era a Knaben, in Norvegia, fino al 19.

Presenza 

Il molibdeno si presenta principalmente come molibdenite (molibdeno lucido, MoS₂) con una concentrazione di circa lo 0,3%. C'è anche la wulfenite (minerale di piombo giallo, PbMoO₄) e Powellit Ca (Mo, W) O₄. Il co-prodotto molibdenite, che deriva dall'estrazione del rame, viene utilizzato principalmente per la fusione. Il MoS₂-Concentrato, mentre lascia le miniere in direzione della "torrefazione", contiene circa il 50-60% di molibdeno. Grandi depositi si trovano negli Stati Uniti, Cile, Cina, Canada e Perù. La produzione mondiale nel 2007 è stata di 211.000 tonnellate (nel 2006 179.000 tonnellate). Nel 2007 gli Stati Uniti - in qualità di maggior produttore - hanno prodotto 62.000 tonnellate, la Cina 60.000 tonnellate e il Cile 45.000 tonnellate.

Il molibdeno in forma dignitosa, cioè elementare, è stato finora rilevato solo in quattro campioni (stato: 2011): sulla terra in un campione di roccia dal vulcano Korjakskaja Sopka sulla penisola russa di Kamchatka e in tre campioni di roccia dalla luna dagli altopiani di Apollonio (Luna 20 ), il Mare Crisium (Luna 24) e il Mare Fecunditatis (Luna 16).  Tuttavia, poiché le scoperte sono state pubblicate senza verifica da parte dell'IMA / CNMNC, lo status del molibdeno come minerale non è stato ancora confermato, anche se il sistema minerale n. 1.AC.05 (basato sulla nona edizione della sistematica minerale di Strunz).

Estrazione e presentazione

La maggior parte del molibdeno è ottenuto come sottoprodotto nella produzione di rame e solo circa il 30% direttamente dai minerali di molibdeno. Tutti i minerali vengono trasformati principalmente in eptamolibdato di ammonio. Questo si ottiene calcinando a circa 400 ° C in triossido di molibdeno MoO₃ condannato. Quest'ultimo viene ridotto in polvere di molibdeno puro in due fasi utilizzando l'idrogeno. Il primo stadio porta al biossido di molibdeno bruno-violetto MoO metastabile a 500–600 ° C₂, il secondo stadio porta a polvere di metallo puro a circa 1100 ° C. La compressione nel metallo compatto avviene mediante il processo HIP, mediante rifusione in un forno ad arco sotto argon come gas protettivo o in un forno a fascio di elettroni. I cristalli singoli vengono prodotti utilizzando il processo di fusione a zone. Il recupero del molibdeno dai rottami è quasi del 100% in quanto non ci sono perdite per ossidazione.

Proprietà 

Il molibdeno è un metallo di transizione del quinto periodo. Il metallo ad alta resistenza, duro e duro ha una lucentezza bianca argentea. Ha il punto di fusione più alto di tutti gli elementi del 5 ° periodo. Come il tungsteno omologo pesante, non viene attaccato dagli acidi riducenti (compreso l'acido fluoridrico). Ecco perché il molibdeno viene utilizzato in grandi quantità per la produzione di acciai inossidabili resistenti agli acidi e materiali al nichel. Acidi ossidanti come l'acido solforico concentrato caldo, l'acido nitrico o l'acqua regia portano a velocità di rimozione elevate. Il molibdeno è altrettanto instabile nelle fusioni alcaline ossidanti.

Utilizzare 

In piccole aggiunte viene utilizzato per indurire e prevenire l'infragilimento da rinvenimento dell'acciaio. Più di due terzi del molibdeno prodotto viene utilizzato per produrre leghe metalliche come il ferro-molibdeno. La carenza di tungsteno nella prima guerra mondiale ha portato a un maggiore utilizzo del molibdeno per la produzione di materiali ad alta resistenza. Ad oggi, il molibdeno è un elemento di lega utilizzato per aumentare la forza, la corrosione e la resistenza al calore. Materiali ad alte prestazioni contenenti molibdeno come Hastelloy^®, Incoloy^® o Nicrofer^® Molti processi tecnici hanno reso questo possibile o economicamente ragionevole.

A causa della sua resistenza alle alte temperature, il molibdeno viene utilizzato nella produzione di parti per applicazioni estreme come B. utilizzato nel settore aerospaziale o metallurgico. Nella lavorazione del petrolio viene utilizzato come catalizzatore per rimuovere lo zolfo.

Grazie alla sua struttura a strati, il bisolfuro di molibdeno è un lubrificante ideale, anche a temperature elevate. Può essere utilizzato come solido, come la grafite, ma anche sospeso in oli lubrificanti convenzionali.

Il molibdeno si trova anche nei componenti elettronici. Nei TFT (transistor a film sottile) funge da strato metallico conduttivo e anche nelle celle solari a film sottile viene utilizzato come conduttore di ritorno metallico.

Le lamine di molibdeno fungono da passante di corrente a tenuta di gas nel vetro di quarzo, u. un. su lampade alogene e lampade a scarica di gas ad alta pressione.

Il molibdato viene utilizzato per impregnare i tessuti e renderli ignifughi.

Il molibdeno viene anche utilizzato nella diagnostica a raggi X come materiale bersaglio nell'anodo. I tubi a raggi X con anodo di molibdeno vengono utilizzati a causa della minore energia dei raggi X caratteristici ( su 17,4 keV e  a 19,6 keV rispetto a 58 / 59,3 keV o 67,0 / 67,2 / 69,1 keV del tungsteno) del molibdeno v. un. utilizzato nell'esame del seno femminile (mammografia).

Nella medicina nucleare, il molibdeno a fissione viene utilizzato nei generatori di tecnezio-99m. Il relativamente di lunga durata ⁹⁹Mo (HWZ 66 h) si scompone all'interno del RNG in ^99mTc (tecnezio, emivita 6 h). In questo modo, questo importante isotopo di tecnezio può essere ottenuto direttamente in loco per scopi di ricerca.

Fisiologia 

In quanto oligoelemento, il molibdeno è essenziale per quasi tutti gli organismi viventi, poiché è un componente essenziale del centro attivo di una serie di enzimi come la nitrogenasi, la nitrato riduttasi e la solfito ossidasi. Gli esseri viventi usano enzimi contenenti molibdeno e simili. un. per la decomposizione delle purine e la formazione di acido urico. Il biodisponibile, ad es. H. la forma del molibdeno ingerito dagli organismi è lo ione molibdato MoO₄^2-. Questo è incorporato negli enzimi corrispondenti in più fasi come cofattori di molibdeno. Lì l'atomo di Mo può passare tra i numeri di coordinazione + IV, + V e + VI, catalizzando così le reazioni redox di un elettrone.

Il molibdeno è essenziale per le piante. Una mancanza di molibdeno può rendere sterile un terreno, il che spiega perché la fertilizzazione con eptamolibdato di ammonio aumenta la resa su tali terreni. La concentrazione di molibdeno nelle piante e negli animali è di poche ppm. Il molibdeno è un oligoelemento molto importante, soprattutto per i legumi. I batteri (batteri noduli) che vivono in simbiosi con i legumi sono in grado di legare l'azoto atmosferico con un enzima contenente molibdeno (nitrogenasi). È necessario il molibdeno per due processi: fissazione dell'azoto molecolare e riduzione dei nitrati.

Il molibdeno è anche essenziale per l'alimentazione umana. La stima della DGE per adolescenti e adulti presuppone 50-100 µg di molibdeno come assunzione giornaliera appropriata. Non si verifica una carenza di molibdeno. Se si ottengono assunzioni elevate (10-15 mg / die), ad esempio attraverso terreni ricchi di molibdeno, si verificano sintomi simili alla gotta, dolori articolari e ingrossamento del fegato.

Tuttavia, il deficit del cofattore di molibdeno si verifica solo come malattia ereditaria; uno degli enzimi che catalizzano la biosintesi dei cofattori di molibdeno è mutato.

sicurezza 

La polvere di molibdeno e composti come l'ossido di molibdeno (VI) e i molibdati idrosolubili mostrano una leggera tossicità se inalati o ingeriti per via orale.

I test suggeriscono che il molibdeno, a differenza di molti altri metalli pesanti, ha una tossicità relativamente bassa. Gli avvelenamenti acuti sono improbabili a causa degli importi necessari. Nell'area dell'estrazione e della produzione di molibdeno potrebbe verificarsi una maggiore esposizione al molibdeno. Finora, tuttavia, non sono stati conosciuti casi di malattia.

prova 

Una prova qualitativa del molibdeno esavalente è possibile attraverso la formazione di acidi eteropolici con fosfato. Se si aggiunge acido fosforico a una soluzione contenente molibdato contenente acido solforico, si forma gel di molibdeno cristallino. Quando viene aggiunto il blando agente riducente acido ascorbico, assume un colore blu intenso (formazione di blu molibdeno). A concentrazioni inferiori di molibdato non c'è precipitazione, solo un cambiamento di colore della soluzione.

Queste reazioni sono utilizzate anche per la determinazione fotometrica di molibdato o fosfato nel range delle tracce. In alternativa, il molibdeno può essere determinato utilizzando la spettrometria atomica. In polarografia, il molibdeno esavalente nell'acido solforico con una concentrazione di 0,5 mol / l fornisce due livelli a −0,29 e −0,84 V (rispetto a SCE). Questi sono dovuti alla riduzione a Mo (V) o Mo (III).

Generale
Nome, simbolo, numero atomico	Molibdeno, Mo, 42
Serie	I metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco	6, 5, d
Aspetto	grigio metallizzato
numero CAS	7439-98-7
Frazione di massa del guscio di terra	14 ppm
nucleare
massa atomica	95,94 u
Raggio atomico (calcolato)	145 (190) pm
Raggio covalente	154 pm
configurazione elettronica	[Kr] 4d5 5s1
1. ionizzazione	684,3 kJ / mol
2. ionizzazione	1560 kJ / mol
3. ionizzazione	2618 kJ / mol
4. ionizzazione	4480 kJ / mol
fisicamente
stato fisico	fisso
struttura cristallina	cubico centrato sul corpo
densità	10,28 g / cm3 (20 ° C)
durezza Mohs	5,5
magnetismo	paramagnetico ( = 1,2 10-4)
punto di fusione	2896 K (2623 ° C)
punto di ebollizione	4912 K (4639 ° C)
Volume molare	9,38 · 10-6 m3/ mol
Calore di vaporizzazione	600 kJ / mol
calore di fusione	36 kJ / mol
velocità del suono	6190 m/s
Conducibilità elettrica	18,2 · 106 A / (V · m)
conducibilità termica	139 W / (m · K)
Chimico
stati di ossidazione	2, 3, 4, 5, 6
potenziale normale	−0,152 V (MoO2 + 4e- + 4 H+ → Mo + 2 H2O)
elettronegatività	2,16 (scala Pauling)
isotopo
isotopo NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 92Mo 14,84% stabile 93Mo {Syn.} 4000 a ε 0,405 93Nb 94Mo 9,25% stabile 95Mo 15,92% stabile 96Mo 16,68% stabile 97Mo 9,55% stabile 98Mo 24,13% stabile 99Mo {Syn.} 65,94 h β- 1,357 99Tc 100Mo 9,63% 7,3 · 1018 a β-β- 3,034 100Ru
proprietà NMR
Spin γ in rad * T-1· s-1 Er(1H) fL a W = 4,7 T in MHz 95Mo 5/2 -1,751 · 107 0,0005 6,52 97Mo 5/2 -1,788 · 107 0,0003 6,65
sicurezza
GHS l'etichettatura delle sostanze pericolose Pericolo Frasi H e P. H: 228 EUH: nessuna tariffa EUH P: 210 Informazioni pericolosi nessun simbolo di pericolo Frasi R e S. R: nessuna frase R. S: nessuna frase

Prezzi del molibdeno

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