Molibdeno

Il molibdeno (MO) è un metallo di transizione, appartenente al gruppo 6, periodo 5 della tabella periodica

Cos'è il molibdeno?

Lui molibdeno (Mo) è un metallo di transizione, appartenente al gruppo 6, periodo 5 della tabella periodica. Ha una configurazione elettronica (KR) 4D⁵5s¹; Numero atomico 42 e massa atomica media di 95,94 g/mol. Presenta 7 isotopi stabili: ⁹²Mo, ⁹⁴Mo, ⁹⁵Mo, ⁹⁶Mo, ⁹⁷Mo, ⁹⁸Mo e ¹⁰⁰Mo; essere l'isotopo ⁹⁸Mo quello che è nella massima proporzione.

È un metallo bianco che guarda bianco con proprietà chimiche cromate. In effetti, entrambi sono elementi metallici dello stesso gruppo, posizionando il cromo sopra il molibdeno; cioè, il molibdeno è più pesante e ha un livello di energia più elevato.

Il molibdeno non è di natura libera, ma far parte dei minerali, il molibdenite più abbondante (MOS₂). Inoltre, è associato ad altri minerali solforosi, di cui si ottiene anche il rame. 

Il suo uso è aumentato durante la prima guerra mondiale, da quando ha sostituito il tungsteno, il che era scarso a causa del suo sfruttamento di massa.

Caratteristiche di molibdeno

Il molibdeno è caratterizzato dalla sua grande durata, resistenza alla corrosione, elevato punto di fusione, elevata malleabilità e resistenza alle alte temperature. È considerato un metallo refrattario per avere un punto di fusione superiore al platino (1.772º C).

Ha anche una serie di proprietà aggiuntive: l'energia di legame dei suoi atomi è alta, bassa pressione del vapore, bassa coefficiente di espansione termica, alto livello di conduttanza termica e bassa resistenza elettrica.

Tutte queste proprietà e le caratteristiche hanno permesso a Molybdeno di avere numerosi usi e applicazioni, la formazione di leghe con acciaio è la più evidente.

D'altra parte, è una traccia essenziale per la vita. Nei batteri e nelle piante il molibdeno è un cofattore presente in numerosi enzimi coinvolti nella fissazione e nell'uso dell'azoto.

Il molibdeno è un cofattore per l'attività degli enzimi di ossotransferasi, che trasferiscono gli atomi di ossigeno d'acqua, trasferendo due elettroni. Tra questi enzimi c'è la xantina ossidasi dei primati, la cui funzione è ossidare la xantina all'acido urico.

Può essere ottenuto da diversi alimenti, tra cui cavolfiore, spinaci, aglio, cereali integrali, grano sarcene, germe di grano, lenticchie, semi di girasole e latte.

Discovery di molibdeno

Il molibdeno non è isolato in natura, quindi in molti dei suoi complessi era confuso nei tempi antichi con piombo o carbonio.

Nel 1778, Carl Wilhelm, chimica svedese e farmaceutica, è riuscita a identificare il molibdeno come un elemento diverso. Wilhelm ha trattato la molibdenite (MOS₂) Con acido nitrico, ottenendo un composto acido in cui ha identificato il molibdeno.

Successivamente, nel 1782, Peter Jacob Hjelm, usando il composto acido Wilhelm e per riduzione del carbonio, è riuscito a isolare il molibdeno.

Struttura di molibdeno

I suoi atomi metallici adottano il sistema cristallino cubico del corpo (BCC) a pressione atmosferica. A maggiori pressioni, gli atomi di molibdeno sono compattati per causare strutture più dense, come Cubic centrati su volti (FCC) ed esagonale (HCP).

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Il suo collegamento metallico è forte e coincide con il fatto di essere uno dei solidi con il punto di fusione più alto (2.623º C). Questa resistenza strutturale è dovuta al fatto che il molibdeno è ricco di elettroni, la sua struttura cristallina considerevolmente densa ed è più pesante del cromo. Questi tre fattori ti consentono di rafforzare le leghe di cui fa parte.

D'altra parte, più importante della struttura del molibdeno metallico, è quello dei suoi composti. Il molibdeno è caratterizzato dalla sua capacità di formare composti dyucleari (MO-MO) o polinucleare (MO-MO-MO-MO-··).

Può anche essere coordinato con altre molecole per formare composti con formule MOX₄ a mox₈. All'interno di questi composti, è comune la presenza di ponti di ossigeno (Mo-o-mo) o zolfo (Mo-S-MO).

Proprietà di molibdeno

Aspetto

Solido bianco argento.

Punto di fusione

2.623º C (2.896 K).

Punto di ebollizione

4.639º C (4.912 K).

Entalpia di fusione

32 kJ/mol.

Entalpia di vaporizzazione

598 kJ/mol.

Pressione del vapore

3.47 Pa A 3.000 k.

Durezza sulla scala MOHS

5.5

Solubilità dell'acqua

I composti di molibdeno sono poco solubili in acqua. Tuttavia, lo ione moo di molibdate₄^-2 È solubile.

Corrosione

È resistente alla corrosione ed è dei metalli che resistono meglio all'azione dell'acido cloridrico.

Ossidazione

Non ossidare a temperatura ambiente. Per ossidarsi rapidamente richiede temperature superiori a 600º C.

Valencias

La configurazione elettronica di molibdeno è [KR] 4D⁵5s¹, Quindi ha sei elettroni di Valencia. A seconda di quale atomo è collegato, il metallo può perdere tutti i suoi elettroni e avere valenza di +6 (VI). Ad esempio, se forma collegamenti all'atomo di fluoro elettronegativo (MOF₆).

Tuttavia, puoi perdere da 1 a 5 elettroni. Pertanto, le sue valenze coprono l'intervallo di +1 (i) a +5 (V). Quando perde un solo elettrone, lascia l'orbitale 5S e la sua configurazione rimane [Kr] 4D⁵. I cinque elettroni dell'orbitale 4D richiedono mezzi molto acidi e specie molto correlate agli elettroni per lasciare l'atomo di MO.

Delle tue sei valenze, che sono le più comuni? Il +4 (iv) e +6 (vi). Il MO (IV) ha una configurazione [KR] 4D², Mentre il mo (vi), [kr].

Per il mo⁴⁺ Non è chiaro perché sia ​​più stabile di, ad esempio, al MO³⁺ (come con il CR³⁺). Ma per il MO⁶⁺ È possibile perdere questi sei elettroni perché diventa isolectronic al nobile gas Kripton.

Cloruri di molibdeno

Di seguito sono riportate una serie di cloruri di molibdeno con valenze o stati di ossidazione diversi, da (ii) a (vi):

-Molibdeno dicloruro (MOCL₂). Giallo.

-Tricloruro di molibdeno (MOCL₃). Solido rosso scuro.

-Molibdeno tetracloruro (MOCL₄). Colore nero solido.

-Pentacloruro di molibdeno (MOCL₅). Solido verde scuro.

-Molibdeno hexacloruro (mocl₆). colore marrone.

Funzioni nell'organismo

Il molibdeno è una traccia essenziale per la vita, poiché è presente come cofattore in numerosi enzimi. Le oxotranferasi usano il molibdeno come cofattore per svolgere la loro funzione di trasferimento di ossigeno d'acqua con un paio di elettroni.

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Tra le oxotransferasi ci sono:

• L'ossidasi Xanthina.
• L'ossidasi aldeide, che ossida le aldeidi.
• Ammine e solfuri nel fegato.
• Ossidasi solfito, che ossida solfito nel fegato.
• Nitrato reduttasi.
• Il nitrito reduttasi presente nelle piante.

Enzima di xantina

L'enzima di xantina ossidasi catalizza la fase terminale nel catabolismo delle purine in primati: la conversione della xantina in acido urico, composto che viene quindi escreto.

L'ossidasi Xanthina ha la moda come coenzima. Inoltre, Iron non Hemo e Malibdeno intervengono nell'azione catalitica. L'azione dell'enzima può essere descritta con la seguente equazione chimica:

Xanthina + h₂O + o₂  => Acido urico + h₂O₂

Il molibdeno interviene come il cofattore molibdopterino (Mo-Co). La xantina ossidasi si trova principalmente nel fegato e nell'intestino tenue, ma l'uso di tecniche immunologiche ha permesso la sua posizione nelle ghiandole mammarie, nel muscolo scheletrico e nel rene.

L'enzima di xantina ossidasi è inibito dal farmaco alopurinolo, usato nel trattamento della gotta. Nel 2008, il farmaco Febuxostat è stato avviato con una migliore prestazione nel trattamento della malattia.

Enzima aldeide ossidasi

L'enzima di ossidasi aldeide si trova nel citoplasma cellulare, essendo sia nel regno vegetale che nel regno animale. L'enzima catalizza l'ossidazione dell'aldeide in acido carbossilico.

Catalizza anche l'ossidazione del citocromo p₄₅₀ e dei prodotti intermedi dell'enzima monoamina ossidasi (MAO).

A causa della sua ampia specificità, l'enzima aldeide ossidasi può ossidare molti farmaci, svolgendo la sua funzione principalmente nel fegato. L'azione dell'enzima sull'aldeide può schematizzare come segue:

Aldeide + h₂O + o₂ => Acido carbossilico + H₂O₂

Enzima di solfito ossidasi

L'enzima di solfito ossidasi interviene nella conversione del solfato di solfato. Questa è la fase terminale del degrado dei composti contenenti zolfo. La reazione catalizzata dall'enzima si verifica secondo il seguente schema:

SW₃^-2 + H₂O + 2 (citocromo c) ossidato => così₄^-2 + 2 (citocromo c) ridotto + 2 h⁺

Una carenza enzimatica dovuta a una mutazione genetica nell'uomo può portare alla morte prematura.

Il solfito è un composto neurotossico, quindi una bassa attività dell'enzima di ossidasi solfito può causare malattie mentali, ritardo mentale, degrado mentale e infine morte.

Nel metabolismo del ferro e come componente dei denti

Il molibdeno interviene nel metabolismo del ferro, facilitando il suo assorbimento intestinale e la formazione di eritrociti. Inoltre, fa parte dello smalto dei denti e insieme al fluoro aiuta nella prevenzione della carie.

Carenza

Una carenza nell'assunzione di molibdeno è stata correlata a una maggiore incidenza di carcinoma esofageo nelle regioni della Cina e dell'Iran, rispetto alle regioni degli Stati Uniti con alti livelli di molibdeno.

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Applicazioni di molibdeno

Catalizzatore

È un catalizzatore per la desolfurazione dell'olio, i petrolchimici e i liquidi derivati ​​dal carbone. Il complesso catalizzatore include MOS₂ Ambientato su allumina e attivato da cobalto e nichel.

Il molibdate forma un complesso con il bismuto per l'ossidazione selettiva di propeno, ammonio e aria. Pertanto, formano acrilonitrile, acetonitrile e altre sostanze chimiche, che sono materie prime per le industrie di plastica e fibra.

Allo stesso modo, il molibdato di ferro catalizza l'ossidazione selettiva del metanolo alla formaldeide.

Pigmenti

Il molibdeno interviene nella formazione di pigmenti. Ad esempio, il molibdeno arancione è formato dalla co-precipitazione del cromato di piombo, piombo molibdato e solfato di piombo.

Questo è un pigmento leggero e stabile a varie temperature, presentando rosso vivo, arancione o rosso. È usato nella preparazione di dipinti e materie plastiche, nonché in gomma e prodotti in ceramica.

Molibdate

Il molibdato è un inibitore della corrosione. Il molibdato di sodio è stato utilizzato in sostituzione del cromato per inibire la corrosione degli acciai temperati a una vasta gamma di pH.

Vengono utilizzati radiatori d'acqua, condizionatori d'aria e sistemi di riscaldamento. I molibdati sono anche usati per inibire la corrosione nei sistemi idraulici e ingegneria automobilistica. Inoltre, i pigmenti che inibiscono la corrosione sono usati nelle vernici.

Il molibdate, a causa delle sue proprietà di punto elevato, nell'ambito del coefficiente di espansione termica e dell'alta conducibilità termica, è destinato a produrre nastri e fili utilizzati dall'industria dell'illuminazione.

È usato nella scheda madre a semiconduttore; in elettronica di alimentazione; Elettrodi per fusione di vetro; Telecamere alte temperature e catodi per coprire le celle solari e gli schermi piatti.

E inoltre, la molibdata nella produzione di crosol viene utilizzata per tutti i soliti processi nel campo dell'elaborazione di zaffiri.

Leghe in acciaio

Il molibdeno viene utilizzato in leghe con acciaio che supportano alte temperature e pressioni. Queste leghe sono utilizzate nel settore delle costruzioni e nella produzione di aeromobili e automobili.

Il molibdate, anche a concentrazioni a partire dal 2%, dà alla sua lega con l'acciaio un'alta resistenza alla corrosione.

Altri usi

Il molibdate viene utilizzato nel settore aerospaziale; nella produzione di schermi LCD; Nel trattamento dell'acqua e persino nell'applicazione del raggio laser.

Il disolfuro di molibdato è, da solo, un buon lubrificante e fornisce tolleranza alle pressioni estreme nell'interazione dei lubrificanti con i metalli.

I lubrificanti formano uno strato cristallino sulla superficie dei metalli. Grazie a questo, l'attrito metallico è ridotto al minimo, anche ad alte temperature.

Riferimenti

1. Wikipedia (2018). Molibdeno. Recuperato da: in.Wikipedia.org
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6. Lentech (2018). Molibdeno - mo. Recuperato da: lentech.com