Molybden är en silvrig vit metall som är mjuk och ytterst motståndskraftig mot korrosion. Den har en av de högsta smältpunkterna för alla rena element - endast elementen tantal och volfram har högre smältpunkter. Molybden är också ett mikronäringsämne viktigt för livet.
Som transistionsmetall bildar molybden lätt föreningar med andra element. Molybden består av 1,2 delar per miljon (ppm) av jordskorpan efter vikt, men den finns inte fri i naturen. Den huvudsakliga molybdenmalmen är molybdenit (molybdendisulfid), men kan också hittas i wulfenit (blymolybdat) och powellit (kalciummolybdat).
Det återvinns som en biprodukt från koppar- eller volframbrytning. Molybden bryts främst i USA, Kina, Chile och Peru. Världsproduktionen är cirka 200 000 ton per år, enligt Royal Society of Chemistry (RSC).
Bara fakta
- Atomnummer (antal protoner i kärnan): 42
- Atomsymbol (på elementets periodiska tabell): Mo
- Atomvikt (atomens medelmassa): 95,96
- Densitet: 10,2 gram per kubikcentimeter
- Fas vid rumstemperatur: fast
- Smältpunkt: 4 753 grader Fahrenheit (2,623 grader Celsius)
- Kokpunkt: 8 382 grader F (4.639 grader C)
- Antal isotoper (atomer av samma element med ett annat antal neutroner): 24 vars halveringstid är känt med massantal från 86 till 110.
- Vanligaste isotoper: Mo-98 (24,1 procent); Mo-96 (16,7 procent); Mo-95 (15,9 procent); Mo-92 (14,8 procent); Mo-97 (9,6 procent); Mo-100 (9,6 procent); Mo-94 (9,2 procent).
Upptäckt
Den mjuka svarta mineralen molybdenit (molybdensulfid) misstogs ofta med grafit eller blymalm fram till 1778 när en analys av den tyska kemisten Carl Scheele avslöjade att den inte var något av dessa ämnen och var i själva verket ett helt nytt element. Men eftersom Scheele inte hade en lämplig ugn för att reducera det vita fasta materialet till metall, skulle det fortfarande vara några år innan elementet faktiskt identifierades, enligt Chemicool. I själva verket blev Scheele senare känd som "hård lycka Scheele" eftersom han gjorde ett antal kemiska upptäckter - inklusive syre - men krediten gavs alltid till någon annan.
Under de närmaste åren fortsatte forskare att anta att molybdenit innehöll ett nytt element, men det visade sig fortfarande mycket svårt att identifiera, eftersom ingen hade kunnat reducera den till en metall. Vissa forskare konverterade den till en oxid, men när den sattes till vatten bildade molybdinsyra, men själva metallen förblev svårfångad.
Så småningom malde den svenska kemisten Peter Jacob Hjelm molybdinsyra med kol i linolja för att bilda en pasta. Pastan möjliggjorde nära kontakt mellan kolet och molybdeniten. Hjelm upphettade sedan blandningen i en stängd digel för att producera metallen, som han sedan kallade molybden, efter det grekiska ordet "molybdos", vilket betyder bly. Det nya elementet tillkännagavs hösten 1781 enligt Royal Society of Chemistry.
Användningsområden
Mest kommersiellt molybden används vid tillverkning av legeringar, där det tillsätts för att öka hårdheten, hållfastheten, elektrisk ledningsförmåga och slitstyrka och korrosion.
Små mängder molybden finns i en mängd olika produkter: missiler, motordelar, borrar, sågblad, elektriska värmefilament, tillsatser för smörjmedel, bläck för kretskort och skyddande beläggningar i pannor. Det används också som katalysator i petroleumsindustrin. Molybden produceras och säljs som ett grått pulver, och många av dess produkter bildas genom att komprimera pulvret under extremt högt tryck, enligt Royal Society of Chemistry.
På grund av sin höga smältpunkt klarar molybden otroligt bra under mycket höga temperaturer. Det är särskilt användbart i produkter som behöver smörjas under dessa extrema temperaturer. Så i fall där vissa smörjmedel och oljor kan sönderdelas eller ta sig i brand, kan smörjmedel med molybdensulfider hantera värmen och fortfarande hålla saker och ting vidare.
Vem visste?
- Molybden är det 54: e vanligaste elementet i jordskorpan.
- Molybdenatomen har halva atomvikten och densiteten som volfram. På grund av denna molybden ersätter ofta volfram i stållegeringar, vilket ger samma metallurgiska effekt med bara hälften så mycket metall, enligt Encyclopaedia Britannica.
- "Big Bertha", den tyska pistolen med 43 ton som användes under andra världskriget, innehöll molybden, snarare än järn, som en viktig del av dess stål på grund av dess mycket högre smältpunkt.
- Molybdenit, eller molybdena, är ett mjukt svart mineral som en gång använts för att göra pennor. Mineralen ansågs innehålla bly och blandades ofta för grafit.
- Molybdenit används i vissa nickelbaserade legeringar, till exempel Hastelloys - patenterade legeringar som är mycket motståndskraftiga mot värme och korrosion och kemiska lösningar.
Micronutrient
Molybden är ett mikronäringsämne viktigt för livet, men för mycket av det är giftigt.
Molybden finns i dussintals enzymer. Ett av dessa viktiga enzymer är nitrogenas, vilket gör att kväve i atmosfären kan tas upp och omvandlas till föreningar som gör att bakterier, växter, djur och människor kan syntetisera och använda proteiner.
Hos människor är molybdenens huvudfunktion att fungera som en katalysator för enzymer och att hjälpa till att bryta ner aminosyror i kroppen, enligt Drweil.com. I växter är molybden ett viktigt spårelement som är nödvändigt för kvävefixering och andra metaboliska processer.
Molybden har den unika kvaliteten att vara mindre löslig i sura jordar och mer löslig i alkaliska jordar (det är vanligtvis motsatsen för andra mikronäringsämnen). Därför är molybdenens tillgänglighet för växter ganska känslig för pH och dräneringsförhållanden. I alkaliska jordar, till exempel, kan vissa växter ha upp till 500 ppm molybden, enligt Lenntech. Däremot är andra länder karga på grund av brist på molybden i jorden.
Nödvändigt för evolution
En annan intressant användning för molybden är dess roll i vetenskaplig forskning. Molybden är mycket rikligt i havet idag, men var mycket mindre så tidigare. Detta tillåter den att fungera som en utmärkt indikator på forntida oceanisk kemi. Forskare inom området biogeologi studerar till exempel mängden molybden i forntida bergarter för att hjälpa till att uppskatta hur mycket syre som kan ha funnits i havet och / eller atmosfären under en viss tidsperiod.
För flera år sedan misstänkte forskare från University of California, Riverside, att brister i syre och molybden kan ha varit ansvariga för en stor fördröjning i utvecklingen. De visste att för cirka 2,4 miljarder år sedan fanns en ökning av syre på jordytan och att syre kunde nå havets yta för att stödja mikroorganismer. Mångfalden i levande organismer var dock mycket låg. I själva verket djur dök inte upp förrän nästan 2 miljarder år senare - eller för cirka 600 miljoner år sedan - enligt studiemeddelandet i Science Daily.
När de berövas molybden kan bakterier inte konvertera kväve till en form som är användbar för levande saker. Och om bakterier inte kan konvertera kväve tillräckligt snabbt, kan eukaryoter inte trivas eftersom dessa encelliga livsformer inte kan konvertera kväve på egen hand, enligt Science Daily.
För studien, som publicerades i tidskriften Nature, mätte forskarna halterna av molybden i svartskiffer, en typ av sedimentär berg som är rik på organiskt material och ofta finns djupt i havet. Detta hjälpte dem att uppskatta hur mycket molybden som kan ha lösts upp i havsvattnet där sedimentet hade bildats.
Faktum är att forskarna fann starka bevis på att havet vid denna tid hade saknat viktigt molybden. Detta skulle ha haft en negativ inverkan på utvecklingen av tidiga eukaryoter, som forskarna tror gav upphov till alla djur (inklusive människor), växter, svampar och encelliga djur som protister.
