Penunjukan molibdenum. Molibdenum - apa itu? Massa atom dan molekul molibdenum

13.02.2024

Kimia adalah fondasi kehidupan kita. Semua barang rumah tangga terdiri dari senyawa unsur-unsur tabel periodik. Setiap menit tubuh manusia mengalami transformasi kompleks yang melibatkan zat kimia. Artikel ini akan membahas tentang logam seperti molibdenum: di mana ia digunakan, sifat dan perannya dalam tubuh manusia.

Mari kita masuk lebih dalam ke dalam sejarah

Mineral yang mengandung molibdenum sudah dikenal sejak Yunani Kuno. Senyawa alami ini memiliki struktur yang mirip dengan grafit. Oleh karena itu, mereka sering digunakan bersamaan untuk membuat stylus. Molibdenit MoS₂ memiliki warna abu-abu kehijauan saat ditulis di atas kertas. Karena karakteristik kilaunya, ia diberi nama molibdaena - "seperti timah".

Karl Wilhelm Scheele melakukan penelitian dengan mensintesis MoO₃ trioksida, namun karena kurangnya tungku yang sesuai, ia tidak dapat mengisolasi logam dalam bentuk murni. Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1817 berhasil memperoleh molibdenum dengan mereduksi oksida bukan dengan batu bara, tetapi dengan hidrogen. Unsur kimia yang disintesis dipelajari dan dijelaskan secara cermat dalam karya ilmuwan.

Properti fisik

Karena sifat tahan api molibdenum, molibdenum digunakan untuk membuat cetakan untuk pengecoran bagian dari tembaga, aluminium dan seng. Kekuatan logam yang tinggi memungkinkan proses dilakukan di bawah tekanan tinggi.

Rolling dan stamping, aplikasi

Dari blanko yang diperoleh dengan melebur bubuk, produk gulungan dibuat - batang dan kawat. Mereka terbuat dari logam murni yang disebut molibdenum. Di mana produk ini digunakan? Ini paling sering digunakan dalam pembuatan termokopel, yang digunakan untuk mengukur suhu di atas 2000 ⁰C. Kait dan inti untuk menggulung filamen tungsten pada lampu pijar juga terbuat dari kawat molibdenum. Input katoda dan elektroda pemfokusan pada lampu generator harus dapat diandalkan dan memenuhi persyaratan sifat tahan api logam yang tinggi. Molibdenum yang digulung sangat baik untuk tujuan ini.

Batang dan pelat digunakan sebagai pengganti elektroda dalam tungku peleburan suhu tinggi. Mereka harus berada di lingkungan khusus yang terdiri dari argon, hidrogen atau vakum. Karena molibdenum tidak bereaksi kimia dengan kaca, molibdenum digunakan untuk pembuatan bagian tungku peleburan.

Penerapan di industri lain

Molibdenum telah ditemukan aplikasinya dalam industri minyak. Di sana digunakan sebagai katalis yang mampu memurnikan produk dari kotoran belerang. Pelumas dibuat berdasarkan aluminium disulfida. Mereka menstabilkan pengoperasian berbagai perangkat dan melindungi permukaan dari tekanan mekanis pada suhu tinggi. Pelumas ini juga memiliki sifat anti korosi.

Dalam pembuatan cat dan pernis yang menggunakan molibdenum dan oksidanya, diperoleh pigmen warna kuning-oranye yang persisten. Sintesis serat buatan juga tidak akan terjadi tanpa zat ini. Untuk meningkatkan kandungan nitrogen dalam tanah digunakan pupuk mikro yang mengandung molibdenum.

Peran molibdenum dalam tubuh

Molibdenum memainkan peran penting dalam tubuh manusia. Ini terlibat dalam sintesis hemoglobin, metabolisme nitrogen dan purin. Bertanggung jawab atas penyerapan zat besi dan vitamin C dan merupakan antioksidan kuat. Unsur mikro memiliki efek onkoprotektif dan peremajaan.

Makanan kaya molibdenum adalah kacang-kacangan, sereal, dan sayuran berdaun. Jumlah unsur mikro yang dibutuhkan masuk ke dalam tubuh setiap hari jika Anda makan dengan benar. Kekurangannya dapat dikompensasi dengan menggunakan mineral kompleks.

Molibdenum dan paduannya adalah bahan tahan api. Untuk pembuatan cangkang untuk hulu ledak rudal dan pesawat terbang, logam tahan api dan paduan berdasarkan bahan tersebut digunakan dalam dua versi. Dalam satu perwujudan, logam-logam ini hanya berfungsi sebagai pelindung panas, yang dipisahkan dari bahan struktur utama dengan insulasi termal. Dalam kasus kedua, logam tahan api dan paduannya berfungsi sebagai bahan struktural utama. Molibdenum menempati urutan kedua setelah tungsten dan paduannya dalam hal sifat kekuatan. Namun, dalam hal kekuatan spesifik pada suhu di bawah 1350-1450°C, Mo dan paduannya menempati urutan pertama. Jadi, molibdenum dan niobium serta paduannya, yang memiliki kekuatan spesifik lebih besar hingga 1370°C dibandingkan dengan tantalum, tungsten, dan paduan berbahan dasar keduanya, paling banyak digunakan untuk pembuatan kulit dan elemen rangka rudal dan pesawat supersonik.

Mo digunakan untuk membuat panel sarang lebah di pesawat ruang angkasa, penukar panas, cangkang roket dan kapsul yang kembali ke bumi, pelindung panas, kulit tepi sayap, dan stabilisator pada pesawat supersonik. Beberapa bagian mesin ramjet dan turbojet (bilah turbin, rok ekor, penutup nosel, nozel mesin roket, permukaan kendali pada roket dengan bahan bakar padat) beroperasi dalam kondisi yang sangat sulit. Pada saat yang sama, material tersebut tidak hanya membutuhkan ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi dan erosi gas, tetapi juga kekuatan jangka panjang dan ketahanan benturan yang tinggi. Pada suhu di bawah 1370°C, molibdenum dan paduannya digunakan untuk memproduksi komponen ini.

Molibdenum adalah bahan yang menjanjikan untuk peralatan yang beroperasi di lingkungan asam sulfat, klorida, dan asam fosfat. Karena tingginya ketahanan logam ini pada kaca cair, maka logam ini banyak digunakan dalam industri kaca, khususnya untuk pembuatan elektroda untuk peleburan kaca. Saat ini, paduan molibdenum digunakan untuk membuat cetakan dan inti mesin cetak injeksi untuk paduan aluminium, seng dan tembaga. Kekuatan dan kekerasan yang tinggi dari bahan-bahan tersebut pada suhu tinggi telah menyebabkan penggunaannya sebagai alat dalam pembentukan baja dan paduan panas (piercing mill mandrels, dies, press dies).

Molibdenum secara signifikan meningkatkan sifat baja. Aditif Mo secara signifikan meningkatkan kemampuan pengerasannya. Penambahan kecil Mo (0,15-0,8%) pada baja struktural meningkatkan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan terhadap korosi sehingga digunakan dalam pembuatan suku cadang dan produk yang paling penting. Untuk meningkatkan kekerasan, molibdenum dimasukkan ke dalam paduan kobalt dan kromium (stellit), yang digunakan untuk melapisi tepi bagian yang terbuat dari baja biasa yang mengalami keausan (abrasi). -paduan tahan berdasarkan nikel, kobalt dan kromium.

Area penerapan lainnya adalah produksi elemen pemanas untuk tungku listrik yang beroperasi dalam atmosfer hidrogen pada suhu hingga 1600°C. Molibdenum juga banyak digunakan dalam industri elektronik dan teknik sinar-X untuk pembuatan berbagai bagian tabung elektron, tabung sinar-X dan perangkat vakum lainnya.

Senyawa molibdenum - sulfida, oksida, molibdat - merupakan katalisator reaksi kimia, pigmen pewarna, dan komponen glasir. Selain itu, logam ini sebagai mikroaditif termasuk dalam pupuk. Molibdenum heksafluorida digunakan dalam pengendapan logam Mo ke berbagai bahan. MoSi 2 digunakan sebagai pelumas padat bersuhu tinggi. Mo kristal tunggal murni digunakan untuk menghasilkan cermin untuk laser gas-dinamis berdaya tinggi. Molibdenum telurida adalah bahan termoelektrik yang sangat baik untuk produksi generator termoelektrik (termo-ggl dengan 780 μV/K). Molibdenum trioksida (molibdenum anhidrida) banyak digunakan sebagai elektroda positif pada sumber tenaga litium. MoS 2 disulfida dan molibdenum diselenida MoSe 2 digunakan sebagai pelumas untuk menggosok bagian yang beroperasi pada suhu dari -45 hingga +400°C. Dalam industri cat dan pernis serta industri ringan, sejumlah senyawa kimia Mo digunakan sebagai pigmen dalam produksi cat dan pernis serta untuk mewarnai kain dan bulu.

Sejarah molibdenum

Sejarah penemuan molibdenum dimulai pada tahun 1778, ketika ahli kimia Swedia Carl Scheele memperoleh mineral molibdenit dengan cara mengkalsinasi asam molibdat (kalorizator). Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1781, P. Gjelm memperoleh molibdenum dalam bentuk logam, namun molibdenum murni baru diperoleh pada tahun 1817 oleh J. Berzelius.

Karena kesamaan penampilan mineral molibdenum dengan kilau timbal, pada awalnya disebut sama - dari bahasa Yunani kuno μόλυβδος, yang artinya memimpin.

Molibdenum adalah unsur golongan VI periode V tabel periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, memiliki nomor atom 42 dan massa atom 95,94. Sebutan yang diterima adalah Mo(dari bahasa Latin Molibdaenum).

Berada di alam

Molibdenum tidak umum ditemukan dalam bentuk bebas di alam. Ia hadir dalam bentuk beberapa lusin mineral yang diketahui di kerak bumi, air laut dan sungai, minyak, batu bara, dan dalam jumlah kecil di udara. Deposit utama molibdenum berlokasi di Amerika Serikat, Meksiko, Chili, Kanada, Rusia dan Armenia.

Sifat fisik dan kimia

Molibdenum adalah logam lunak transisi berwarna abu-abu muda dengan karakteristik kilau logam. Stabil bila terkena udara pada suhu kamar, proses oksidasi dimulai pada suhu di atas 400˚C.

Kebutuhan molibdenum harian bervariasi tergantung usia, dan juga dipengaruhi oleh aktivitas fisik dan berat badan. Norma untuk anak-anak sejak lahir hingga usia 10 tahun adalah 15-150 mcg per hari, untuk orang dewasa - 75-250 mcg, setelah 70 tahun kebutuhan molibdenum berkurang dan tidak boleh melebihi 200 mcg per hari. Biasanya, seseorang menerima jumlah unsur mikro ini dari makanan, sehingga asupan tambahan tidak diperlukan.

Sifat bermanfaat molibdenum dan pengaruhnya terhadap tubuh

Molibdenum penting untuk:

Merangsang aktivitas enzim yang menjamin sintesis asam dan respirasi jaringan;
Menjaga kesehatan gigi;
Meningkatkan kualitas darah, meningkatkan kadar hemoglobin dalam darah;
Pengaturan proses metabolisme;
Menghilangkan asam urat, mencegah terjadinya asam urat;
Pencegahan impotensi dan gangguan lain pada sistem reproduksi pria;
Partisipasi dalam sintesis vitamin,
Pencegahan diabetes.

Interaksi dengan orang lain

Molibdenum adalah bagian penting dari enzim yang bertanggung jawab untuk daur ulang. Dengan kelebihan molibdenum, pemanfaatan dan sintesis vitamin terganggu.

Pemasok utama molibdenum bagi tubuh manusia adalah sayuran berdaun hijau (,), serealia, serealia (,) dan kacang-kacangan (,). Molibdenum terdapat pada ikan, kacang-kacangan, dan buah beri.

Penerapan molibdenum dalam kehidupan

Kegunaan utama molibdenum adalah dalam industri metalurgi, dan juga digunakan dalam produksi lampu pijar.

Tanda-tanda kelebihan molibdenum

Jumlah molibdenum yang berlebihan terjadi pada pekerja di industri metalurgi, yang dimanifestasikan oleh apa yang disebut asam urat molibdenum, yang disebabkan oleh peningkatan asam urat dalam darah.

Jumlah molibdenum yang tidak mencukupi (defisiensi) sangat jarang terjadi, biasanya di daerah yang tanahnya kekurangan mineral atau pada orang dengan pola makan yang buruk. Tanda-tanda kekurangan molibdenum adalah: pertumbuhan lebih lambat, rambut rontok, pembengkakan, kulit dan otot kendur, dermatitis dan infeksi jamur pada kulit.

Molibdenum (Latin Molibdenum, simbol Mo) adalah suatu unsur dengan nomor atom 42 dan berat atom 95,94. Ini adalah unsur dari subkelompok sekunder dari kelompok keenam, periode kelima dari tabel periodik unsur kimia Dmitry Ivanovich Mendeleev. Bersama dengan kromium dan tungsten, molibdenum membentuk subkelompok kromium. Unsur-unsur subkelompok ini dibedakan berdasarkan fakta bahwa lapisan elektron terluar atomnya mengandung satu atau dua elektron, hal ini menentukan sifat logam unsur-unsur tersebut dan perbedaannya dengan unsur-unsur subkelompok utama. Dalam kondisi normal, molibdenum adalah logam abu-abu muda tahan api transisi (titik leleh 2620 °C) dengan kepadatan 10,2 g/cm3. Dalam banyak hal, sifat mekanik molibdenum bergantung pada kemurnian logam dan perlakuan mekanis dan termal sebelumnya.

Ada 31 isotop molibdenum yang diketahui dari 83Mo hingga 113Mo. Stabil adalah: 92Bulan, 94Bulan – 98Bulan. Di alam, unsur keempat puluh dua diwakili oleh tujuh isotop: 92Mo (15,86%), 94Mo (9,12%), 95Mo (15,70%), 96Mo (16,50%), 97Mo (9,45%), 98Mo (23,75%) dan 100Mo (9,62%) dengan waktu paruh = 1,00 1019 tahun. Isotop paling tidak stabil dari unsur No. 42 memiliki waktu paruh kurang dari 150 ns. Isotop radioaktif 93Mo (waktu paruh 6,95 jam) dan 99Mo (waktu paruh 66 jam) merupakan indikator isotop.

Molibdenum dalam bentuk mineral molibdenit (molibdenum disulfida - MoS2) telah dikenal orang Yunani dan Romawi kuno sejak lama. Selama berabad-abad, molibdenit, atau disebut juga kilau molibdenum, tidak dibedakan dari galena (kilap timah PbS) dan grafit. Faktanya semua mineral ini sangat mirip penampakannya, selain itu semuanya mampu meninggalkan bekas di atas kertas. Oleh karena itu, hingga abad ke-18, mineral-mineral tersebut disebut sama: “Molibdaena”, yang berarti “timah” dalam bahasa Yunani.

Orang pertama yang menyatakan bahwa ketiga mineral ini adalah zat independen adalah ahli kimia Swedia F. Kronstedt. 20 tahun kemudian, ahli kimia Swedia lainnya, K. Scheele, mulai meneliti molibdenit. Setelah melarutkan mineral tersebut dalam asam nitrat pekat, ia memperoleh endapan putih, yang ia sebut asam molibdat. Dengan asumsi bahwa logam dapat diperoleh dengan mengkalsinasi endapan putih ini dengan batu bara murni, tetapi tidak memiliki peralatan yang diperlukan (tungku), Scheele menyarankan agar ahli kimia lain, Gjelm, yang memiliki tungku tersebut, melakukan percobaan. Hasil percobaan tersebut adalah produksi molibdenum karbida, yang diterima oleh kedua ilmuwan sebagai logam, yang mereka sebut molibdenum. J. Ya. Berzelius ditakdirkan untuk memperoleh logam yang relatif murni, menetapkan berat atomnya dan menjelaskan beberapa sifat-sifatnya.

Sebagian besar molibdenum yang ditambang (80-85%) dikonsumsi sebagai elemen paduan dalam produksi baja mutu khusus. Molibdenum adalah komponen dari banyak baja tahan karat; selain itu, penambahan elemen ini membantu meningkatkan ketahanan panas baja tersebut. Paduan yang dipadukan dengan unsur empat puluh detik digunakan dalam penerbangan, teknologi roket dan nuklir, serta teknik kimia. Dalam bentuknya yang murni, logam ini digunakan dalam pembuatan suku cadang untuk lampu elektronik dan lampu pijar (anoda, kisi-kisi, katoda, penahan filamen, dll.), kawat dan pita molibdenum digunakan sebagai pemanas untuk tungku suhu tinggi. Beberapa senyawa dari unsur empat puluh dua juga telah digunakan secara luas. Dengan demikian, molibdenum anhidrida banyak digunakan sebagai elektroda positif dalam sumber daya litium, MoS2 adalah pelumas untuk menggosok bagian mekanisme, dan beberapa molibdenum oksida adalah katalis dalam industri kimia dan minyak.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa molibdenum selalu ada dalam tubuh tumbuhan, hewan, dan manusia sebagai elemen jejak, terutama berpartisipasi dalam metabolisme nitrogen. Unsur keempat puluh dua diperlukan untuk aktivitas sejumlah enzim redoks yang diperlukan untuk proses metabolisme pada tumbuhan dan hewan.

Sifat biologis

Unsur keempat puluh dua adalah salah satu unsur mikro terpenting dalam nutrisi manusia, hewan dan tumbuhan; unsur ini diperlukan untuk perkembangan normal dan pertumbuhan organisme, dan mempengaruhi reproduksi tanaman. Kandungan molibdenum dalam massa hijau tanaman adalah sekitar 1 mg per kilogram bahan kering. Unsur ini diperlukan untuk aktivitas sejumlah enzim redoks (flavoprotein), yang mengkatalisis reduksi nitrat dan fiksasi nitrogen pada tanaman (ada banyak molibdenum dalam bintil kacang-kacangan, umum pada bakteri dan archaea). Selain itu, pada tumbuhan, unsur keempat puluh dua merangsang biosintesis asam nukleat dan protein, meningkatkan kandungan klorofil dan vitamin.

Dengan kekurangan molibdenum, tomat, kacang-kacangan, gandum, selada dan tanaman lainnya mengembangkan jenis bercak khusus, tidak berbuah dan mati. Oleh karena itu, perlu untuk memasukkan molibdat terlarut dalam jumlah kecil ke dalam pupuk mikro. Jadi, di salah satu pertanian percobaan di Selandia Baru ditemukan bahwa memasukkan garam molibdenum dalam dosis kecil ke dalam tanah meningkatkan hasil semanggi dan alfalfa sekitar sepertiga. Penelitian pertanian lebih lanjut menunjukkan bahwa jumlah mikro molibdenum meningkatkan aktivitas bakteri bintil, sehingga tanaman menyerap nitrogen lebih baik. Ditemukan juga bahwa molibdenum paling baik diserap pada tanah masam, dan pada tanah merah dan tanah coklat yang kaya zat besi, efektivitas molibdenum minimal.

Efek fisiologis molibdenum pada organisme hewan dan manusia pertama kali diketahui pada tahun 1953, dengan ditemukannya pengaruh unsur ini terhadap aktivitas enzim xantin oksidase. Molibdenum membuat kerja antioksidan, termasuk vitamin C, lebih efektif, dan juga merupakan komponen penting dari sistem pernapasan jaringan, meningkatkan sintesis asam amino, dan meningkatkan akumulasi nitrogen. Unsur keempat puluh dua merupakan komponen dari sejumlah enzim (xantin oksidase, aldehida oksidase, sulfit oksidase, dll.) yang menjalankan fungsi fisiologis penting, khususnya pengaturan metabolisme asam urat. Kekurangan molibdenum dalam tubuh disertai dengan penurunan kandungan xantin oksidase dalam jaringan, akibatnya proses anabolik “menderita” dan melemahnya sistem kekebalan tubuh.

Hal ini tidak sepenuhnya pasti, namun diasumsikan bahwa molibdenum berperan penting dalam proses memasukkan fluorida ke dalam email gigi, serta dalam merangsang hematopoiesis. Ketika tubuh hewan kekurangan molibdenum, kemampuan oksidasi xantin menjadi asam urat terganggu, ekskresi asam urat dan sulfat anorganik menurun, dan laju pertumbuhan menurun. Hewan membentuk batu ginjal xanthine. Defisiensi molibdenum dapat menyebabkan penurunan pemecahan selulosa dan penumpukan tembaga yang berlebihan di dalam tubuh, sehingga menyebabkan keracunan tembaga. Semua fenomena ini dapat dihilangkan dengan menambahkan molibdenum ke dalam makanan. Pada manusia, defisiensi molibdenum memanifestasikan dirinya dalam bentuk hipourisemia, hipermetioninemia, hiperoksipurinemia, hipourikosuria dan hiposulfaturia, gangguan mental progresif (hingga koma).

Telah ditetapkan bahwa senyawa unsur keempat puluh dua masuk ke dalam tubuh melalui makanan. Pada siang hari, 75-250 mcg molibdenum masuk ke tubuh orang dewasa dengan makanan, yang merupakan asupan harian yang dibutuhkan dari unsur mikro ini. Molibdenum yang disuplai dengan makanan dalam bentuk kompleks larut mudah diserap - 25-80% elemen yang disuplai dengan makanan diserap ke dalam saluran pencernaan manusia. Selanjutnya, sekitar 80% molibdenum yang masuk ke dalam darah berikatan dengan protein (terutama albumin) dan diangkut ke seluruh tubuh. Konsentrator unsur keempat puluh dua adalah hati dan ginjal. Molibdenum diekskresikan terutama melalui urin dan empedu. Molibdenum tidak terakumulasi di tubuh mamalia. Pemasok utama molibdenum bagi tubuh adalah kacang-kacangan kering, susu dan produk susu, jeroan, sayuran silangan, gooseberry, blackcurrant, sereal, dan makanan yang dipanggang. Terlepas dari kenyataan bahwa molibdenum adalah unsur langka, kekurangannya dalam tubuh manusia jarang terjadi.

Kelebihan molibdenum dalam tubuh menyebabkan gangguan metabolisme dan keterlambatan pertumbuhan tulang. Xanthine oksidase mempercepat metabolisme nitrogen dalam tubuh, khususnya metabolisme purin. Akibat pemecahan purin, terbentuklah asam urat. Jika asam ini terlalu banyak, maka ginjal tidak punya waktu untuk mengeluarkannya dari tubuh, dan garam yang terlarut dalam asam ini menumpuk di persendian dan tendon otot. Sendi mulai terasa sakit dan asam urat berkembang. Kelebihan molibdenum dalam pakan ruminansia menyebabkan toksikosis molibdenum kronis, disertai diare, kelelahan, dan gangguan metabolisme tembaga dan fosfor. Untuk mengurangi efek toksik molibdenum pada tubuh, perlu untuk mengurangi asupan makanan kaya molibdenum, melakukan pengobatan simtomatik, dan menggunakan obat-obatan dan suplemen makanan yang mengandung tembaga, serta belerang (metionin, unithiol, natrium tiosulfat, dll.).

Ternyata molibdenum dapat mempengaruhi tubuh tidak hanya secara langsung - sebagai elemen penting, tetapi juga secara tidak langsung - sebagai komponen tanah. Nah, di utara China ada sebuah tempat bernama Lin Xian yang terletak di provinsi Honan. Tempat ini dikenal sebagai kawasan dengan angka kejadian kanker kerongkongan tertinggi di kalangan penduduk setempat. Apa alasan anomali ini? Jawabannya diberikan melalui pengujian tanah yang cermat. Ternyata tanah Lin Xian miskin akan unsur empat puluh dua, yang keberadaannya diperlukan untuk berfungsinya bakteri pengikat nitrogen secara normal. Faktanya adalah bahwa reduksi nitrat yang dimasukkan ke dalam tanah dilakukan oleh mereka menggunakan enzim nitrat reduktase yang bergantung pada molibdenum. Kurangnya molibdenum mengurangi aktivitas enzim, yang hanya cukup untuk mereduksi nitrat bukan menjadi amonia, tetapi menjadi nitrosamin, yang diketahui memiliki aktivitas karsinogenik tinggi. Penerapan pupuk molibdenum ke dalam tanah secara signifikan mengurangi kejadian penyakit pada populasi. Penyakit endemik serupa juga tercatat di Afrika Selatan.

Menariknya, tambang molibdenum, yang dikembangkan pada tahun 30-an abad ke-20 dan terletak di salah satu puncak punggung bukit Takhtarvumchorr (Semenanjung Kola), kini menjadi jalur wisata yang sering dikunjungi. Tambang ini hanya memiliki satu horizon yang memiliki tiga pintu masuk pada ketinggian 600 meter di atas permukaan laut. Sedikit di bawah pintu masuk adit terdapat mesin uap yang dulunya menyuplai uap melalui pipa ke jackhammers para penambang. Omong-omong, mesin uap dan pipa pasokannya masih dipertahankan. Jalurnya pendek, arusnya sekitar tiga kilometer, dan sebagian tambang terendam banjir.

Spiral misterius yang terbuat dari tungsten, molibdenum, dan tembaga merupakan fenomena kontroversial dan tidak sepenuhnya dapat dijelaskan oleh sains modern berupa benda kecil (dari 3 mikron hingga 3 mm) yang ditemukan di Ural Subpolar. Penemuan tersebut pertama kali muncul pada tahun 1991, selama eksplorasi geologi yang dilakukan di kawasan Sungai Naroda pada sampel pasir yang diperiksa keberadaan emasnya. Belakangan, temuan serupa berulang kali ditemukan di Ural Subpolar di wilayah sungai Naroda, Kozhim dan Balbanyu, serta di Tajikistan dan Chukotka. Yang membuat temuan ini tidak biasa adalah usianya. Penentuan umur benda-benda tersebut sangat sulit karena sebagian besar ditemukan di endapan aluvial.

Pengecualian adalah dua temuan yang dilakukan pada tahun 1995 di dinding sebuah tambang di daerah hilir Sungai Balbanyu. Pemeriksaan batuan tempat ditemukannya mata air molibdenum memberikan hasil yang samar-samar - dari 20.000 hingga 318.000 tahun! Banyak hipotesis telah dikemukakan mengenai temuan ini: spiral berasal dari alien dan mungkin merupakan produk nanoteknologi luar bumi yang dibawa ke Bumi beberapa ribu tahun yang lalu; mata air misterius adalah benda buatan, tapi bukan kuno, tapi modern, yang jatuh ke bebatuan dari permukaan bumi. Teori yang diterima secara umum adalah pendapat Nikolai Rumyantsev, Doktor Ilmu Geologi dan Mineralogi, Ahli Geologi Terhormat Rusia, tentang asal usul alami “mata air” - suatu bentuk tungsten asli.

Molibdenum bukanlah logam koin, namun, sejenis “koin” (tidak memiliki nilai nominal) atau medali dijual oleh perusahaan “Metallium”, ada juga token medali lainnya yang dijual oleh perusahaan manufaktur (mereka juga menambang logam) dari molibdenum.

Hipotesis fantastis lainnya yang secara tidak langsung terkait dengan molibdenum adalah versi asal usul kehidupan di luar bumi di Bumi. Salah satu argumen teori ini: “keberadaan unsur-unsur yang sangat langka pada organisme terestrial berarti bahwa mereka berasal dari luar bumi.” Molibdenum ditemukan di kerak bumi dalam jumlah kecil, namun perannya dalam metabolisme organisme terestrial sangat signifikan. Pada saat yang sama, diketahui bahwa apa yang disebut “bintang molibdenum” dengan kandungan molibdenum tinggi telah diketahui, yang merupakan “perkebunan” asli mikroorganisme yang dibawa ke Bumi!

Namun fenomena ini dapat dijelaskan dari sudut pandang biokimia evolusi, misalnya kerak bumi mengandung sangat sedikit fosfor, dan fosfor merupakan komponen penting asam nukleat, yang bersama dengan protein, penting bagi kehidupan; Selain itu, aktivitas saraf yang lebih tinggi juga sangat erat kaitannya dengan fosfor. Selain itu, ilmuwan Jepang Yegani menetapkan bahwa kandungan total molibdenum di Bumi memang rendah, namun persentasenya dalam air laut dua kali lebih tinggi dibandingkan persentase kromium. Mengenai hal ini, Yegani menulis: “Kelimpahan relatif unsur ini dalam air laut menegaskan pandangan yang diterima secara luas bahwa kehidupan di Bumi berasal dari lautan purba.”

Cerita

Bahkan orang Yunani kuno memperhatikan bahwa beberapa mineral dapat meninggalkan bekas abu-abu di atas kertas. Berdasarkan fakta ini, mereka menggabungkan sejumlah zat dengan sifat yang sangat berbeda di bawah satu nama - “Molybdaena”, yang diterjemahkan dari bahasa Yunani berarti timbal, yang cukup mampu ditulis di atas kertas. Kemiripan molibdenit abu-abu timbal dengan galena dan grafit juga menjadi penyebab kebingungan ini. Kelembutan mineral ini memungkinkannya digunakan sebagai ujung pensil, meskipun jika diperhatikan lebih dekat, kemilau molibdenum meninggalkan warna abu-abu kehijauan di atas kertas, tidak seperti warna abu-abu grafit atau kemilau timah. Faktor-faktor ini, ditambah kesamaan nama Yunani untuk timbal “ó” dan galena “o”, menyebabkan kesalahpahaman tentang kesamaan ketiga mineral tersebut (PbS - galena , MoS2 - molibdenit dan grafit) dari zaman kuno bermigrasi dengan lancar ke Abad Pertengahan. Keadaan ini berlanjut hingga abad ke-18.

Orang pertama yang ingin memutus “lingkaran setan” adalah ahli kimia dan mineralogi Swedia terkenal Axel Fredrik Cronstedt (1722-1765). Pada tahun 1758, ia mengemukakan bahwa sebenarnya grafit, molibdenit (MoS2 - kilau molibdenum) dan galena (PbS - kilau timbal) adalah tiga zat yang sepenuhnya independen. Namun, berdasarkan asumsi ini, kemajuan menuju kebenaran telah selesai.

Hanya dua puluh tahun kemudian - pada tahun 1778 - orang kembali tertarik pada komposisi kimia molibdenit. Dan lagi-lagi itu adalah ahli kimia Swedia - Karl Wilhelm Scheele. Hal pertama yang dilakukan Scheele adalah merebus kilau molibdenum dalam asam nitrat pekat, sebagai hasilnya ahli kimia memperoleh endapan putih “tanah putih khusus” (Wasserbleyerde). Ia menamai bumi ini asam molibdat (Acidum Molybdaenae). Pada masa Karl Wilhelm, “bumi” disebut anhidrida, yaitu kombinasi suatu unsur dengan oksigen, dengan kata lain, “asam dikurangi air”. Kurangnya pengetahuan ini tidak menghalangi ilmuwan untuk berasumsi bahwa logam dari “bumi” dapat diperoleh dengan mengkalsinasi bumi dengan batubara murni. Namun, karena kurangnya peralatan yang diperlukan (Scheele tidak memiliki tungku yang sesuai), ilmuwan tersebut tidak dapat melakukan eksperimennya sendiri.

Hanya mengabdi pada sains, Scheele, tanpa rasa iri, pada tahun 1782 mengirimkan sampel asam molibdat ke ahli kimia Swedia lainnya, Peter Jacob Hjelm. Pada gilirannya, ia akhirnya berhasil memulihkannya dengan batu bara dan mendapatkan inti logam (logam yang dilebur diperoleh dengan menggabungkan mineral atau bijih dengan soda atau fluks lainnya). Namun, itu hanya molibdenum karbida yang sangat terkontaminasi. Faktanya adalah ketika molibdenum trioksida MoO3 dikalsinasi dengan batubara, tidak mungkin memperoleh molibdenum murni, karena bereaksi dengan batubara membentuk karbida. Meski begitu, para ilmuwan tetap bersukacita. Scheele mengucapkan selamat kepada rekannya: “Saya senang kita sekarang memiliki logam molibdenum.” Jadi, pada tahun 1790, logam baru ini mendapat nama asing, karena bahasa Latin molibdaena berasal dari nama Yunani kuno untuk timbal - μολνβδος. Ini adalah paradoks yang terkenal - lagipula, sulit untuk menemukan logam yang lebih berbeda dari molibdenum dan timbal.

Logam yang relatif murni diperoleh hanya pada tahun 1817 - setelah kematian kedua penemunya. Kehormatan atas penemuan ini menjadi milik ahli kimia Swedia terkenal lainnya, Jens Jakob Berzelius. Dia mereduksi molibdenum anhidrida bukan dengan batu bara, tetapi dengan hidrogen dan memperoleh molibdenum yang benar-benar murni, menetapkan berat atomnya dan mempelajari sifat-sifatnya secara rinci.

Molibdenum dengan kemurnian industri baru diperoleh pada awal abad ke-20.

Berada di alam

Menurut berbagai sumber, kandungan molibdenum di kerak bumi berkisar antara 1,1∙10-4% hingga 3∙10-4% massa. Molibdenum tidak ditemukan dalam bentuk bebas; secara umum, unsur keempat puluh dua terdistribusi dengan buruk di alam. Menurut klasifikasi ahli geokimia Soviet V.V. Shcherbina, unsur dianggap langka jika jumlahnya kurang dari 0,001% di kerak bumi, oleh karena itu, molibdenum adalah unsur langka yang khas. Namun, unsur empat puluh detik tersebut terdistribusi secara relatif merata. Sekitar dua puluh mineral molibdenum diketahui di alam, sebagian besar (berbagai molibdat) terbentuk di biosfer. Batuan ultrabasa dan karbonat mengandung molibdenum paling sedikit (0,4 - 0,5 g/t).

Perlu dicatat bahwa konsentrasi molibdenum dalam batuan meningkat seiring dengan peningkatan SiO2, karena dalam proses magmatik molibdenum berasosiasi terutama dengan magma asam dan granitoid. Akumulasi molibdenum berasosiasi dengan air panas yang dalam, yang kemudian mengendap dalam bentuk molibdenit MoS2, membentuk endapan hidrotermal. Pengendap terpenting unsur keempat puluh dua dari air adalah H2S. Molibdenum ditemukan di air laut dan sungai, abu tanaman, batu bara dan minyak. Apalagi kandungan unsur empat puluh dua dalam air laut berkisar antara 8,9 hingga 12,2 μg/l - tergantung lautan dan wilayah perairan. Satu-satunya fenomena umum yang dapat dipertimbangkan adalah bahwa perairan dekat pantai dan lapisan permukaan jauh lebih miskin molibdenum dibandingkan lapisan dalam lautan. Perairan samudera dan lautan mengandung unsur empat puluh dua lebih banyak dibandingkan air sungai. Faktanya adalah bahwa, datang bersama limpasan sungai, molibdenum sebagian terakumulasi di air laut, dan sebagian lagi mengendap, terkonsentrasi di lumpur tanah liat.

Mineral molibdenum terpenting adalah molibdenit (MoS2), powellite (CaMoO4), molibdo-scheelite (Ca(Mo,W)O4), molibdit (xFe2O3 yMoO3 zH2O) dan wulfenite (PbMoO4). Molibdenit atau kilau molibdenum merupakan mineral dari golongan sulfida (MoS2), mengandung 60% molibdenum dan 40% sulfur. Sejumlah kecil renium juga terdeteksi - hingga 0,33%. Paling sering, mineral ini ditemukan di greisen, lebih jarang endapan pegmatit, yang berasosiasi dengan wolframit, kasiterit, topas, fluorit, pirit, kalkopirit, dan mineral lainnya. Akumulasi molibdenit yang paling penting berhubungan dengan formasi hidrotermal, terutama tersebar luas di urat kuarsa dan batuan silikat.

Kandungan rata-rata molibdenum dalam bijih deposit besar adalah 0,06-0,3%, deposit kecil - 0,5-1%. Sebagai komponen terkait, unsur empat puluh detik diekstraksi dari bijih lain ketika kandungan molibdenumnya 0,005% atau lebih tinggi. Selain itu, bijih molibdenum dibedakan berdasarkan komposisi mineral dan bentuk badan bijih. Menurut kriteria terakhir, mereka dibagi menjadi skarn (molibdenum, tungsten-molibdenum dan tembaga-molibdenum), vena (kuarsa, kuarsa-serisit dan kuarsa-molibdenit-wolframit) dan disebarluaskan vena (tembaga-molibdenum, kuarsa-molibdenit- serisit, porfiri tembaga dengan molibdenum). Sebelumnya, endapan urat kuarsa merupakan kepentingan industri utama, namun di zaman modern hampir semuanya telah ditambang. Oleh karena itu, endapan vena dan skarn menjadi sangat penting.

Baru-baru ini, Amerika Serikat dianggap sebagai pemimpin dunia dalam cadangan dan produksi bijih molibdenum, di mana bijih yang mengandung molibdenum ditambang di Colorado, New Mexico, Idaho, dan sejumlah negara bagian lainnya. Namun, penemuan cadangan baru yang kaya baru-baru ini telah menempatkan Tiongkok sebagai pemimpin, dengan tujuh provinsi besar terlibat dalam produksinya. Meskipun Amerika Serikat masih tetap menjadi pemimpin dalam produksi molibdenum, pertumbuhan ekonomi Tiongkok akan segera mendorong negara ini ke peringkat pertama dalam produksi unsur ke empat puluh dua. Negara lain dengan cadangan bijih molibdenum yang besar meliputi: Chili, Kanada (wilayah British Columbia), Rusia (tujuh deposit maju), Meksiko (deposit La Caridad), Peru (tambang Tokepala), banyak negara CIS, dll.

Aplikasi

Konsumen utama molibdenum (hingga 85%) adalah metalurgi, di mana bagian terbesar dari unsur empat puluh detik yang ditambang dihabiskan untuk memproduksi baja struktural khusus. Molibdenum secara signifikan meningkatkan sifat logam paduan. Penambahan elemen ini (0,15-0,8%) secara signifikan meningkatkan kemampuan pengerasan, meningkatkan kekuatan, ketangguhan dan ketahanan korosi baja struktural, yang digunakan dalam pembuatan suku cadang dan produk paling penting.

Molibdenum dan paduannya adalah bahan tahan api, dan kualitas ini hanya diperlukan dalam pembuatan lapisan bagian kepala rudal dan pesawat terbang. Selain itu, penggunaan paduan tersebut dimungkinkan baik sebagai bahan tambahan - pelindung panas yang dipisahkan dari bahan utama dengan insulasi termal, dan sebagai bahan struktural utama. Meskipun molibdenum lebih rendah daripada tungsten dan paduannya dalam hal karakteristik kekuatan, dalam hal kekuatan spesifik pada suhu di bawah 1,350-1,450 °C, molibdenum dan paduannya menempati urutan pertama, dan paduan titanium-molibdenum memiliki batas suhu layanan 1,500 ° C!

Karena itulah molibdenum dan niobium, serta paduannya, yang memiliki kekuatan spesifik lebih besar hingga 1.370 °C dibandingkan dengan tantalum, tungsten, dan paduan berbahan dasar mereka, paling banyak digunakan dalam pembuatan kulit dan elemen rangka. rudal dan pesawat supersonik. Baja tahan panas yang dicampur dengan elemen empat puluh detik digunakan untuk membuat cangkang roket dan kapsul yang kembali ke bumi, panel sarang lebah pesawat ruang angkasa, pelindung panas, penukar panas, kulit di tepi sayap dan stabilisator pada pesawat supersonik. Selain itu, molibdenum digunakan dalam baja yang ditujukan untuk beberapa bagian mesin ramjet dan turbojet (penutup nosel, bilah turbin, rok ekor, nozel mesin roket, permukaan kendali pada roket dengan bahan bakar padat). Bahan yang beroperasi dalam kondisi ini tidak hanya memerlukan ketahanan tinggi terhadap oksidasi dan erosi gas, namun juga kekuatan jangka panjang dan ketahanan benturan yang tinggi. Semua indikator ini pada suhu di bawah 1.370 °C dipenuhi oleh molibdenum dan paduannya.

Molibdenum dan paduannya digunakan pada bagian yang beroperasi dalam waktu lama dalam ruang hampa, sebagai bahan struktural dalam reaktor tenaga nuklir, untuk pembuatan peralatan yang beroperasi di lingkungan agresif (asam sulfat, klorida, dan fosfat). Untuk meningkatkan kekerasan, molibdenum dimasukkan ke dalam paduan kobalt dan kromium (stellit), yang digunakan untuk melapisi tepi bagian baja biasa yang mengalami keausan (abrasi). Karena molibdenum dan paduannya stabil dalam kaca cair, molibdenum banyak digunakan dalam industri kaca, misalnya, untuk pembuatan elektroda untuk peleburan kaca. Saat ini, paduan molibdenum digunakan untuk membuat cetakan dan inti mesin cetak injeksi untuk paduan aluminium, seng dan tembaga. Paduan tungsten molibdenum yang dipadukan dengan tungsten murni digunakan untuk mengukur suhu hingga 2.900 °C dalam atmosfer pereduksi.

Dalam bentuknya yang murni, molibdenum digunakan dalam bentuk pita atau kawat sebagai elemen pemanas dalam tungku induksi suhu tinggi (hingga 2.200 °C). Timah dan kawat molibdenum banyak digunakan dalam industri radio elektronik (sebagai bahan anoda tabung radio) dan teknologi sinar-X untuk pembuatan berbagai bagian tabung elektron, tabung sinar-X dan perangkat vakum lainnya.

Banyak senyawa dari unsur empat puluh dua juga telah digunakan secara luas. MoS2 disulfida dan molibdenum diselenida MoSe2 digunakan sebagai pelumas untuk menggosok bagian yang beroperasi pada suhu dari -45 hingga +400 °C. Selain itu, molibdenum disulfida ditambahkan ke oli mesin, sehingga membentuk lapisan pada permukaan logam yang mengurangi gesekan. Molibdenum heksafluorida digunakan saat mengaplikasikan logam molibdenum ke berbagai bahan. Molibdenum disilicide MoSi2 digunakan dalam pembuatan pemanas untuk tungku suhu tinggi, Na2MoO4 digunakan dalam produksi cat dan pernis. Molybdenum telluride adalah bahan termoelektrik yang sangat baik untuk produksi generator termoelektrik. Banyak senyawa dari unsur empat puluh dua (sulfida, oksida, molibdat) merupakan katalis yang baik untuk reaksi kimia, dan juga termasuk dalam pewarna pigmen dan glasir.

Produksi

Awalnya, bijih molibdenum diperkaya, yang menggunakan metode flotasi, berdasarkan perbedaan keterbasahan permukaan mineral dengan air. Bijih yang digiling halus diolah dengan air dengan penambahan sedikit reagen flotasi, yang meningkatkan perbedaan keterbasahan antara partikel mineral bijih dan gangue. Udara dihembuskan secara intensif melalui campuran yang dihasilkan; pada saat yang sama, gelembung-gelembungnya menempel pada butiran mineral yang kurang basah. Mineral-mineral ini terbawa bersama gelembung udara ke permukaan dan kemudian dipisahkan dari gangue.

Konsentrat molibdenum yang diperkaya dengan cara ini mengandung 47-50% molibdenum itu sendiri, 28-32% sulfur, 1-9% SiO2, selain itu terdapat pengotor unsur lain: besi, tembaga, kalsium dan lain-lain. Konsentrat tersebut mengalami pemanggangan oksidatif pada suhu 560-600 °C dalam tungku multi-perapian atau tungku unggun terfluidisasi. Jika renium ada dalam konsentrat, oksida volatil Re2O7 terbentuk selama pembakaran, yang dihilangkan bersama dengan gas tungku. Produk pembakarannya disebut “cinder” - terkontaminasi dengan pengotor MoO3.

MoO3 murni, yang diperlukan untuk produksi logam molibdenum, diperoleh dari abu dengan dua cara. Yang pertama adalah sublimasi pada suhu sekitar 1000 ° C, metode kedua adalah kimia, dimana cinder dicuci dengan air amonia. Dalam hal ini, molibdenum masuk ke dalam larutan (amonium molibdat). Larutannya dimurnikan dari pengotor tembaga, besi dan unsur lainnya, kemudian amonium polimolibdat diisolasi dengan netralisasi atau penguapan dan kristalisasi selanjutnya - terutama paramolibdat (NH4)6Mo7O244H2O. Setelah itu, dengan mengkalsinasi amonium paramolibdat pada suhu 450-500 °C, diperoleh MoO3 murni, yang mengandung pengotor tidak lebih dari 0,05%.

Kebetulan alih-alih dibakar, konsentrat molibdenum diurai dengan asam nitrat, dan asam molibdat MoO3∙H2O yang dihasilkan diendapkan, yang dilarutkan dalam air amonia dan diperoleh amonium paramolibdat. Proporsi tertentu dari unsur empat puluh detik tetap berada dalam larutan primer, dari mana molibdenum diekstraksi melalui pertukaran ion atau ekstraksi. Saat memproses konsentrat tingkat rendah yang mengandung 10-20% molibdenum, abunya dicuci dengan Na2CO3, dan CaMoO4, yang digunakan dalam metalurgi besi, diendapkan dari larutan Na2MoO4 yang dihasilkan. Metode lain, menggunakan pertukaran ion atau ekstraksi cair, adalah dengan mentransfer larutan Na2MoO4 ke dalam larutan (NH4)2MoO4, yang kemudian diisolasi dari amonium paramolibdat.

Dengan mereduksi MoO3 murni dalam aliran hidrogen kering, diperoleh logam molibdenum (dalam bentuk bubuk). Prosesnya dilakukan dalam tungku tabung dalam dua tahap: tahap pertama pada suhu 550-700 °C, tahap kedua pada suhu 900-1.000 °C.

Molibdenum kompak diproduksi terutama melalui metalurgi serbuk atau peleburan. Metode metalurgi serbuk melibatkan pengepresan serbuk ke dalam benda kerja dan sintering benda kerja tersebut. Bubuk molibdenum ditekan dalam cetakan baja pada tekanan 0,2-0,3 MPa (2000-3000 kgf/cm2), kemudian disinter terlebih dahulu pada suhu 1,000-1,200 °C dalam atmosfer hidrogen - sintering awal, yang tujuannya adalah untuk meningkatkan kekuatan dan konduktivitas listrik batangan, dan kemudian pada 2.200-2.400 °C - sintering suhu tinggi. Hasilnya adalah benda kerja yang relatif kecil (penampang 2-9 cm2 dan panjang 450-600 mm). Blanko yang dihasilkan (batang sinter) diproses dengan tekanan (penempaan, penggerusan, penggulungan). Untuk mendapatkan billet yang lebih besar, digunakan peleburan busur, yang memungkinkan diperolehnya ingot dengan berat hingga dua ton. Peleburan dalam tungku busur dilakukan dalam ruang hampa. Busur dinyalakan antara katoda (paket batang molibdenum yang disinter) dan anoda (wadah tembaga yang didinginkan). Logam katoda dilebur dan dikumpulkan dalam wadah. Karena konduktivitas termal tembaga yang tinggi dan pembuangan panas yang cepat, molibdenum mengeras.

Untuk mendapatkan molibdenum yang sangat murni, digunakan peleburan berkas elektron (peleburan berkas elektron). Pemanasan logam oleh berkas elektron didasarkan pada konversi sebagian besar energi kinetik elektron menjadi panas ketika bertabrakan dengan permukaan logam. Peleburan dilakukan dalam ruang hampa tinggi, yang menjamin hilangnya pengotor yang menguap pada suhu leleh (O, N, P, As, Fe, Cu, Ni dan lain-lain). Setelah peleburan tersebut, kemurnian logam melebihi 99,9%.

Metode yang menjanjikan untuk produksi molibdenum adalah reduksi aluminotermik MoO3; ingot yang diperoleh dengan metode ini dimurnikan dengan peleburan vakum dalam tungku busur. Selain itu, molibdenum diperoleh dengan mereduksi MoF6 atau MoCl5 dengan hidrogen, serta secara elektrolitik dalam garam cair. Untuk menghasilkan ferromolibdenum (paduan 55-70% Mo, sisanya Fe), yang berfungsi untuk memasukkan aditif unsur empat puluh dua ke dalam baja, reduksi konsentrat molibdenit terkalsinasi (cinder) dengan ferrosilicon dengan adanya bijih besi dan pengajuan baja digunakan.

Properti fisik

Molibdenum adalah logam berwarna abu-abu muda. Namun, kemunculannya sangat bergantung pada metode produksinya. Molibdenum yang dipadatkan (disinter) tanpa pemrosesan (dalam bentuk batangan dan blanko untuk menggulung molibdenum) adalah logam yang agak gelap, jejak oksidasi diperbolehkan. Logam canai kompak (dalam bentuk batangan, kawat atau lembaran) setelah diproses tersedia dalam berbagai warna: dari gelap, hampir hitam, hingga pudar keperakan (seperti cermin). Warnanya tergantung pada metode pemrosesan: pembubutan, penggilingan, pembersihan kimia (etsa) dan pemolesan listrik. Molibdenum yang diperoleh dalam bentuk cermin (dengan penguraian) berwarna mengkilat, tetapi berwarna abu-abu. Unsur bubuk empat puluh detik berwarna abu-abu tua.

Molibdenum mengkristal dalam kisi berpusat benda kubik dengan periode a = 0,314 nm, z = 2. Jari-jari atom 1,4 A, jari-jari ion Mo4+ 0,68 A, Mo6+ 0,62 A. Unsur keempat puluh detik adalah logam tahan api dengan titik leleh 2620°C dan titik didih - 4639°C. Hanya tungsten (sekitar 3400°C), renium (sekitar 3190°C) dan tantalum (3000°C) yang memiliki titik leleh lebih tinggi. Massa jenis molibdenum adalah 10,2 g/cm3, yang sebanding dengan massa jenis perak (10,5 g/cm3), skala Mohs mendefinisikan kekerasannya sebagai 5,5 poin. Kapasitas kalor jenis molibdenum pada 20-100 °C adalah 0,272 KJ/(kg K), yaitu 0,065 kal/(g derajat). Konduktivitas termal pada 20 °C untuk unsur keempat puluh dua adalah 146,65 W/(m K), yaitu 0,35 kal/(cm detik derajat). Koefisien termal ekspansi linier (5.8-6.2) 10-6 pada 25-700 °C. Setelah mempelajari sifat fisik unsur keempat puluh dua, para ilmuwan menemukan bahwa logam tersebut memiliki koefisien muai panas yang dapat diabaikan (kira-kira 30% dari koefisien muai tembaga). Ketika dipanaskan dari 25 hingga 500 °C, dimensi bagian molibdenum hanya akan bertambah 0,0000055 dari nilai aslinya. Bahkan ketika dipanaskan di atas 1.200 °C, molibdenum hampir tidak memuai. Properti ini memainkan peran besar dalam teknologi electrovacuum.

Molibdenum bersifat paramagnetik, kerentanan magnetik atomnya kira-kira 90 10-6 (pada 20 ° C). Resistansi listrik spesifik adalah 5,2 · 10-8 Ohm · m, yaitu 5,2 · 10-6 Ohm · cm; fungsi kerja elektron 4,37 eV. Suhu transisi ke keadaan superkonduktor adalah 0,916 K. Molibdenum adalah penghantar listrik yang baik; dalam parameter ini hanya tiga kali lebih rendah daripada perak. Namun, konduktivitas listriknya lebih tinggi dibandingkan besi, nikel, platina dan banyak logam lainnya.

Molibdenum adalah logam yang mudah ditempa dan ulet serta merupakan elemen transisi. Seperti sejumlah logam lainnya, sifat mekanik ditentukan oleh kemurnian logam dan perlakuan mekanis dan panas sebelumnya (semakin murni logam, semakin lunak logam tersebut). Kehadiran pengotor meningkatkan kekerasan dan kerapuhan logam. Jadi, ketika terkontaminasi dengan nitrogen, karbon atau belerang, molibdenum, seperti kromium, menjadi rapuh, keras, rapuh, yang sangat mempersulit pemrosesannya. Dalam keadaan murni sepenuhnya, molibdenum kompak bersifat ulet, mudah dibentuk dan ditempa, serta dapat dicap dan digulung dengan cukup mudah. Karakteristik kekuatan molibdenum pada suhu tinggi (tetapi tidak dalam lingkungan pengoksidasi) melebihi kekuatan sebagian besar logam lainnya. Untuk batang molibdenum yang disinter, kekerasan Brinell adalah 1500-1600 Mn/m2, yaitu 150-160 kgf/mm2. Untuk batang tempa - 2000-2300 Mn/m2; untuk kawat anil - 1400-1850 Mn/m2. Dalam hal kekuatan, molibdenum agak kalah dengan tungsten, namun lebih ulet dan lebih mudah diproses baik secara mekanis maupun dengan tekanan. Selain itu, proses rekristalisasi anil tidak menyebabkan kerapuhan logam. Logam, seperti paduannya, dicirikan oleh modulus elastisitas yang tinggi (285-300 GPa), penampang penangkapan neutron termal yang kecil (yang memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan struktural dalam reaktor nuklir), ketahanan panas yang baik dan a koefisien muai suhu rendah.

Meskipun elemen empat puluh dua memiliki banyak kelebihan terkait dengan sifat fisik dan mekaniknya, ia juga memiliki sejumlah kelemahan. Ini termasuk kandungan potasium molibdenum yang rendah; kerapuhan koneksinya yang tinggi; keuletan rendah pada suhu rendah. Selain itu, adanya pengotor karbon, nitrogen atau belerang membuat logam menjadi keras, rapuh dan rapuh, sehingga sangat mempersulit pengolahannya.

Sifat kimia

Di udara pada suhu kamar, molibdenum tahan terhadap oksidasi. Reaksi lamban dengan oksigen dimulai pada 400 ° C (yang disebut warna noda muncul pada 600 ° C logam mulai teroksidasi aktif dengan pembentukan MoO3 trioksida (kristal putih dengan warna kehijauan, titik leleh 795 ° C, mendidih); titik 1,155 °C), yang kemungkinan juga diperoleh melalui oksidasi molibdenum disulfida MoS2 dan termolisis amonium paramolibdat (NH4)6Mo7O24·4H2O.

Pada suhu di atas 700 °C, unsur keempat puluh dua berinteraksi secara intensif dengan uap air, membentuk MoO2 dioksida (coklat tua). Selain dua oksida yang disebutkan di atas, molibdenum juga membentuk sejumlah oksida perantara antara MoO3 dan MoO2, yang komposisinya sesuai dengan deret homolog MonO3n-1 (Mo9O26, Mo8O23, Mo4O11), namun semuanya tidak stabil secara termal dan terurai di atas 700 °C membentuk MoO3 dan MoO2. MoO3 oksida membentuk asam molibdenum sederhana (normal) - dihidrat H2MoO4 H2O, monohidrat H2MoO4 dan asam isopoli - H6Mo7O24, HMo6O24, H4Mo8O26 dan lain-lain.

Molibdenum tidak bereaksi secara kimia dengan hidrogen sampai meleleh. Namun, ketika logam dipanaskan dalam hidrogen, terjadi penyerapan gas (pada 1000 ° C, 0,5 cm3 hidrogen diserap dalam seratus gram molibdenum) dengan pembentukan larutan padat. Dengan nitrogen, molibdenum membentuk nitrida di atas 1.500 °C, kemungkinan komposisinya adalah Mo2N. Karbon padat dan hidrokarbon, serta karbon monoksida CO (II) pada 1.100-1.200 °C bereaksi dengan logam membentuk karbida Mo2C, yang meleleh dengan dekomposisi pada suhu sekitar 2.400 °C.

Molibdenum bereaksi dengan silikon membentuk disilisida MoSi2 (kristal abu-abu gelap tidak larut dalam air, asam klorida, H2SO4, terurai dalam campuran HNO3 dengan asam fluorida), yang sangat stabil di udara hingga 1500-1600 °C (kekerasan mikronya adalah 14.100 Juta /m2). Ketika unsur empat puluh detik berinteraksi dengan selenium atau uap H2Se, diperoleh molibdenum diselenida dengan komposisi MoSe2 (zat abu-abu gelap dengan struktur berlapis); ia terurai dalam ruang hampa pada suhu 900 °C, tidak larut dalam air, dan dioksidasi oleh HNO3. Ketika terkena uap belerang dan hidrogen sulfida masing-masing di atas 440 dan 800 °C, disulfida MoS2 seperti grafit akan terbentuk (hampir tidak larut dalam air, asam klorida, H2SO4 encer). MoS2 terurai di atas 1200 °C membentuk Mo2S3.

Selain itu, molibdenum membentuk tiga senyawa lagi dengan belerang, yang hanya diperoleh secara buatan: MoS3, Mo2S5 dan Mo2S3. Mo2S3 sesquisulfide (kristal berbentuk jarum abu-abu) dibentuk oleh pemanasan cepat disulfida hingga 1700...1800° C. Molibdenum penta- (Mo2S5) dan trisulfida (MoS3) adalah zat amorf berwarna coklat tua. Selain MoS2, praktis hanya MoS3 yang digunakan. Dengan halogen, unsur keempat puluh dua membentuk sejumlah senyawa dengan bilangan oksidasi berbeda. Fluor bekerja pada molibdenum pada suhu biasa, klorin pada 250° C, masing-masing membentuk MoF6 dan MoCl6. Hanya molibdenum diiodida MoI2 yang dikenal dengan yodium. Molibdenum membentuk oksihalida: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 dan lain-lain.

Dalam asam sulfat dan klorida, molibdenum sedikit larut hanya pada suhu 80-100 °C. Asam nitrat, aqua regia, dan hidrogen peroksida perlahan melarutkan logam dalam suhu dingin, dan cepat saat dipanaskan. Campuran asam nitrat dan sulfat melarutkan molibdenum dengan baik. Logam larut dalam hidrogen peroksida membentuk asam peroxo H2MoO6 dan H2MoO11. Molibdenum stabil dalam asam fluorida, tetapi cepat larut dalam campuran dengan asam nitrat. Dalam larutan alkali dingin, molibdenum stabil, tetapi agak terkorosi oleh larutan panas. Logam ini dioksidasi secara intensif oleh alkali cair, terutama dengan adanya zat pengoksidasi, membentuk garam asam molibdat.

Molibdenum, menurut klasifikasi dalam tabel periodik Mendeleev, termasuk dalam golongan unsur IV. Ia memiliki nomor atom 42 dan massa atomnya 95,94. Merupakan kebiasaan untuk melambangkannya dengan simbol “Mo”.

Molibdenum adalah logam tanah jarang. Volumenya sekitar 0,00011% dari total massa bumi. Dalam bentuknya yang murni berwarna abu-abu baja, dalam bentuk tersebar berwarna hitam keabu-abuan.

Molibdenum, sebagai logam, tidak terdapat di alam. Itu terkandung dalam mineral, yang saat ini diketahui sekitar dua puluh. Ini terutama molibdat, yang terbentuk dalam magma asam dan granitoid.

Bahan baku pembuatan logam molibdenum adalah konsentrat molibdenum. Mereka mengandung sekitar 50% elemen ini. Mereka juga mengandung: belerang ~ 30%, silikon oksida (hingga 9%) dan sekitar 20% pengotor lainnya.

Konsentratnya dibakar terlebih dahulu untuk oksidasi tambahan. Prosesnya dilakukan dalam dua jenis tungku: multi-perapian atau fluidized bed. Suhu pembakaran 570 °C - 600 °C. Hasilnya adalah cinder – MoO 3 dan pengotor.

Pada langkah selanjutnya, pengotor dihilangkan untuk mendapatkan molibdenum oksida murni. Dua metode digunakan:

Sublimasi pada suhu 950 °C - 1100 °C.
Pencucian kimia. Inti dari metode ini adalah ketika berinteraksi dengan air amonia, pengotor tembaga dan besi dihilangkan dan molibdenum karbida diperoleh, yang dikristalisasi dengan penguapan atau netralisasi. Selanjutnya, karbida dipanaskan dan dipertahankan pada suhu hingga 500°C. Outputnya adalah oksida MoO3 murni, yang kandungan pengotornya hanya 0,05%.

Produksi molibdenum didasarkan pada reduksi MoO3. Prosesnya dilakukan dalam dua tahap:

Dalam tungku tabung pada suhu 550°C - 700°C, atom oksigen dipisahkan dalam aliran hidrogen kering.
Kemudian suhu naik hingga 900°C - 1000°C dan terjadi pemulihan akhir. Logam yang dihasilkan berbentuk bubuk.

Untuk mendapatkan logam monolitik, bubuk dilebur atau disinter. Peleburan digunakan saat memproduksi benda kerja dengan berat lebih dari 500 kg. Proses ini dilakukan dalam tungku busur dengan wadah yang didinginkan, di mana elektroda habis pakai disuplai dari batang yang sebelumnya disinter.

Sintering serbuk dilakukan dalam atmosfer hidrogen pada tekanan tinggi (2000-3000 atmosfer) dan suhu (1000°C - 1200°C). Batangan yang dihasilkan disintering pada suhu tinggi sebesar 2200°C - 2400°C. Selanjutnya, molibdenum diberi bentuk yang diperlukan melalui perlakuan tekanan - penempaan, penggulungan, penggerusan.

Ferromolybdenum yang mengandung molibdenum hingga 60-70% dan sisanya besi banyak digunakan dalam industri. Itu diperoleh dengan memasukkan aditif molibdenum ke dalam baja. Paduan ini diproduksi dengan mereduksi cinder dengan besi silikat dengan penambahan serbuk baja dan bijih besi.

Properti fisik

Penggunaan molibdenum tergantung pada sifat dan karakteristiknya. Sifat fisik yang melekat dari molibdenum diberikan di bawah ini:

jenis logam - titik leleh suhu tinggi;
warna molibdenum – timah;
kepadatan molibdenum - 10,2 g/cm 3;
meleleh pada suhu 2615°C;
mendidih pada suhu - 4700°C;
konduktivitas termal - 143 W/(m K);
kapasitas termal - 0,27 kJ/(kgK);
energi untuk peleburan - 28000 J/mol;
energi untuk penguapan - 590000 J/mol;
ekspansi linier, koefisien - 6·10 -6;
hambatan listrik - 5,70 Ohm cm;
volume yang dihitung - 9,4 cm 3 /mol;
gaya geser - 122·10·6 Pa;
kekerasan - 125 HB;
permeabilitas magnetik -90·10 -6.

Logam ini tidak sering mengalami pembubutan, tetapi pengolahannya dilakukan dengan alat yang terstandarisasi.

Sifat kimia

Molibdenum, sifat kimia yang diberikan di bawah ini, memiliki karakteristik sebagai berikut:

radius valensi - 130·10 -12 m;
radius ionik - (+6e) 62 (+4e) 70·10 -12 m;
negatifitas listrik - 2,15;
potensi listrik – 0;
valensi selama oksidasi - 2-3-4-5-6
valensi molibdenum – 6;
suhu awal oksidasi - 400°C;
oksidasi menjadi MoO3 pada suhu - 600°C ke atas;
reaksi dengan hidrogen bersifat netral;
suhu reaksi dengan klorin – 250°C;
suhu reaksi dengan fluor – suhu kamar;
suhu reaksi dengan belerang – 440°C;
suhu reaksi dengan nitrogen adalah 1500°C.

Dengan oksigen, unsur tersebut membentuk dua oksida utama:

MoO 3 – bentuk kristal putih
MoO 2 – warna perak.

Molibdenum MoS 2

Sifat kelarutan molibdenum dalam larutan kimia: larut dalam basa dan asam bila dipanaskan. Ini membantu memperoleh berbagai senyawa atau memurnikannya.

Pengolahan Molibdenum

Pemrosesan molibdenum sulit dilakukan karena viskositasnya yang rendah pada suhu rendah. Ia juga memiliki keuletan yang rendah, sehingga metode berikut digunakan untuk pengolahannya:

deformasi panas:
- penempaan;
- bergulir;
- bros;

perawatan panas;
restorasi mekanis.

Saat memproses benda kerja kecil, mesin crimping digunakan. Billet besar digulung pada pabrik kecil atau dibentuk pada mesin broaching.

Jika diperlukan pemesinan dengan cara pemotongan, maka pemesinan molibdenum dilakukan dengan alat yang terbuat dari baja berkecepatan tinggi. Penajaman sudut pahat selama pembubutan harus sesuai dengan sudut penajaman untuk pemesinan besi tuang.

Perlakuan panas molibdenum ditandai dengan kemampuan pengerasan yang tinggi karena kandungannya dalam baja. Pengerasan yang dilakukan meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus pada bagian-bagian penting.

Aplikasi

Sekitar 3⁄4 dari seluruh logam tanah jarang yang diproduksi digunakan sebagai elemen paduan dalam produksi baja. Sisanya 1⁄4 bagian digunakan dalam bentuk murni dan senyawa kimia. Ini telah menemukan penerapannya di banyak industri.

Manufaktur luar angkasa dan pesawat terbang. Produk yang terbuat dari molibdenum dan paduannya digunakan untuk melapisi dan membuat kepala roket dan hidung pesawat yang terbang dengan kecepatan di atas kecepatan suara. Digunakan sebagai bahan struktural - ini adalah casing, dan sebagai pelindung panas - bagian kepala.
Metalurgi. Penggunaan molibdenum dalam pengecoran dan metalurgi disebabkan oleh sifat pengerasannya yang tinggi. Akibatnya, kekuatan, ketahanan terhadap korosi, dan ketangguhan meningkat. Dalam paduannya dengan kobalt atau kromium, kekerasannya meningkat secara nyata. Bagian penting terbuat dari baja paduan dengan aditif molibdenum. Itu ditambahkan ke paduan tahan panas dan asam. Oleh karena itu, sebagian besar perkakas kerja panas terbuat dari baja paduan Mo.
Industri kimia. Berbagai alat untuk produksi asam atau pengolahannya terbuat dari bahan dengan Mo yang tahan asam. Pemanas tungku yang mengandung lingkungan hidrogen juga terbuat dari paduan molibdenum. Logam ini juga dapat ditemukan di beberapa pernis, cat, enamel, dan glasir yang diaplikasikan secara termal. Logam ini juga digunakan sebagai katalis untuk reaksi kimia.
Radioelektronik. Mo adalah bahan yang sangat diperlukan untuk pembuatan penerangan listrik dan perangkat vakum elektronik, di antaranya tabung radio sudah dikenal banyak orang.
Obat-obatan. Dalam pengobatan, unsur ini digunakan dalam pembuatan mesin sinar-X.
Produk kaca. Karena meleleh pada suhu tinggi, Mo digunakan dalam peleburan kaca.

Nilai molibdenum dan paduannya

Paduan molibdenum lebih sering digunakan dalam industri dibandingkan logam murni. Diantaranya adalah:

logam dengan kemurnian 99,96% yang digunakan untuk produksi alat elektronik diberi label KIA;
logam yang diperoleh dengan peleburan dalam kondisi vakum ditandai dengan molibdenum MChVP;
untuk produksi kawat yang digunakan pada sumber cahaya digunakan logam dengan merek MRN yang kandungannya 99,92%;
saat menambahkan aditif, silikon alkali, molibdenum ditandai MK;
zirkonium (Zr) atau titanium (Ti) dimasukkan ke dalam CM tingkat Mo;
dengan diperkenalkannya renium - MR;
tungsten dengan Mo – MV.

Pro dan kontra dari molibdenum

Di antara kelebihannya, hal-hal berikut harus diperhatikan:

kepadatan rendah, dan karenanya kekuatan lebih besar;
modulus elastisitas tinggi;
tahan panas;
tahan panas;
tahan korosi;
praktis tidak memuai jika dipanaskan.

setelah pengelasan, jahitannya rapuh;
menurunkan suhu mengurangi plastisitas;
Pengerasan mekanis dimungkinkan hingga 8000 °C.