Il molibdeno è un metallo bianco-argenteo che è duttile e altamente resistente alla corrosione. Ha uno dei più alti punti di fusione di tutti gli elementi puri - solo gli elementi tantalio e tungsteno hanno punti di fusione più alti. Il molibdeno è anche un micronutriente essenziale per la vita.
Come metallo di transistor, il molibdeno forma facilmente composti con altri elementi. Il molibdeno comprende 1,2 parti per milione (ppm) di crosta terrestre in peso, ma non si trova libero in natura. Il principale minerale di molibdeno è la molibdenite (disolfuro di molibdeno), ma si trova anche nella wulfenite (molibdato di piombo) e nella powellite (molibdato di calcio).
Viene recuperato come sottoprodotto dell'estrazione del rame o del tungsteno. Il molibdeno viene estratto principalmente negli Stati Uniti, in Cina, in Cile e in Perù. La produzione mondiale è di circa 200.000 tonnellate all'anno, secondo la Royal Society of Chemistry (RSC).
Solo i fatti
- Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 42
- Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): Mo
- Peso atomico (massa media dell'atomo): 95,96
- Densità: 10,2 grammi per centimetro cubo
- Fase a temperatura ambiente: solido
- Punto di fusione: 4.753 gradi Fahrenheit (2.623 gradi Celsius)
- Punto di ebollizione: 8.382 gradi F (4.639 gradi C)
- Numero di isotopi (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): 24 le cui emivite sono note con numeri di massa da 86 a 110.
- Isotopi più comuni: Mo-98 (24,1 percento); Mo-96 (16,7 per cento); Mo-95 (15,9 percento); Mo-92 (14,8 per cento); Mo-97 (9,6 percento); Mo-100 (9,6 percento); Mo-94 (9,2 per cento).
Scoperta
La molibdenite minerale nera morbida (solfuro di molibdeno) fu spesso scambiata per grafite o minerale di piombo fino al 1778 quando un'analisi del chimico tedesco Carl Scheele rivelò che non era né una di queste sostanze, né un elemento totalmente nuovo. Ma dal momento che Scheele non aveva un forno adatto per ridurre il solido bianco in metallo, ci sarebbero voluti ancora alcuni anni prima che l'elemento fosse effettivamente identificato, secondo Chemicool. In effetti, Scheele in seguito divenne noto come "sfortuna Scheele" perché ha fatto una serie di scoperte chimiche - incluso l'ossigeno - ma il merito è stato sempre dato a qualcun altro.
Per i prossimi anni, gli scienziati hanno continuato a supporre che la molibdenite contenesse un nuovo elemento, ma si è rivelato ancora molto difficile da identificare, poiché nessuno era stato in grado di ridurlo a un metallo. Alcuni ricercatori lo hanno convertito in un ossido, tuttavia, sul quale, quando aggiunto all'acqua, ha formato l'acido molibdico, ma il metallo stesso è rimasto sfuggente.
Alla fine, il chimico svedese Peter Jacob Hjelm ha macinato l'acido molibdico con carbonio in olio di semi di lino per formare una pasta. La pasta ha permesso uno stretto contatto tra il carbonio e la molibdenite. Hjelm ha quindi riscaldato la miscela in un crogiolo chiuso per produrre il metallo, che ha poi chiamato molibdeno, dopo la parola greca "molibdos", che significa piombo. Il nuovo elemento fu annunciato nell'autunno del 1781, secondo la Royal Society of Chemistry.
Usi
La maggior parte del molibdeno commerciale viene utilizzato nella produzione di leghe, dove viene aggiunto per aumentare la durezza, la resistenza, la conduttività elettrica e la resistenza all'usura e alla corrosione.
Piccole quantità di molibdeno possono essere trovate in un'ampia varietà di prodotti: missili, parti del motore, trapani, lame per seghe, filamenti per riscaldatori elettrici, additivi per lubrificanti, inchiostro per circuiti stampati e rivestimenti protettivi nelle caldaie. È anche usato come catalizzatore nell'industria petrolifera. Il molibdeno viene prodotto e venduto come polvere grigia e molti dei suoi prodotti si formano comprimendo la polvere ad altissima pressione, secondo la Royal Society of Chemistry.
Grazie al suo alto punto di fusione, il molibdeno si comporta incredibilmente bene a temperature molto elevate. È particolarmente utile nei prodotti che devono rimanere lubrificati a queste temperature estreme. Quindi, nei casi in cui alcuni lubrificanti e oli potrebbero decomporsi o prendere fuoco, i lubrificanti con solfuri di molibdeno possono gestire il calore e continuare a muovere le cose.
Chi lo sapeva?
- Il molibdeno è il 54 ° elemento più comune nella crosta terrestre.
- L'atomo di molibdeno ha metà del peso atomico e la densità del tungsteno. A causa di questo molibdeno spesso sostituisce il tungsteno nelle leghe di acciaio, offrendo lo stesso effetto metallurgico con solo la metà della quantità di metallo, secondo l'Enciclopedia Britannica.
- "Big Bertha", la pistola tedesca da 43 tonnellate usata nella seconda guerra mondiale, conteneva molibdeno, piuttosto che ferro, come componente essenziale del suo acciaio, a causa del suo punto di fusione molto più alto.
- La molibdenite, o molibdena, è un minerale nero morbido una volta usato per fare matite. Si pensava che il minerale contenesse piombo ed era spesso confuso con la grafite.
- La molibdenite viene utilizzata in alcune leghe a base di nichel, come le Hastelloys, leghe brevettate altamente resistenti al calore, alla corrosione e alle soluzioni chimiche.
Micronutrienti
Il molibdeno è un micronutriente essenziale per la vita, ma troppo è tossico.
Il molibdeno è presente in dozzine di enzimi. Uno di questi importanti enzimi è la nitrogenasi, che consente all'azoto nell'atmosfera di essere assorbito e trasformato in composti che consentono a batteri, piante, animali e umani di sintetizzare e utilizzare le proteine.
Nell'uomo, la funzione principale del molibdeno è quella di fungere da catalizzatore per gli enzimi e aiutare a scomporre gli aminoacidi nel corpo, secondo Drweil.com. Nelle piante, il molibdeno è un oligoelemento essenziale per la fissazione del fornitrogeno necessaria e altri processi metabolici.
Il molibdeno ha la qualità unica di essere meno solubile nei terreni acidi e più solubile nei terreni alcalini (è in genere l'opposto di altri micronutrienti). Pertanto, la disponibilità di molibdeno per le piante è abbastanza sensibile al pH e alle condizioni di drenaggio. Nei terreni alcalini, ad esempio, alcune piante possono avere fino a 500 ppm di molibdeno, secondo Lenntech. Al contrario, altre terre sono sterili a causa della mancanza di molibdeno nel terreno.
Necessario per l'evoluzione
Un altro uso interessante del molibdeno è il suo ruolo nella ricerca scientifica. Il molibdeno è molto abbondante nell'oceano oggi, ma lo era molto meno in passato. Ciò gli consente di fungere da eccellente indicatore dell'antica chimica oceanica. Gli scienziati nel campo della biogeologia, ad esempio, studiano la quantità di molibdeno nelle rocce antiche per aiutare a stimare la quantità di ossigeno che potrebbe essere stata presente nell'oceano e / o nell'atmosfera durante un certo periodo di tempo.
Diversi anni fa, i ricercatori dell'Università della California, Riverside, sospettavano che le carenze di ossigeno e molibdeno potessero essere state responsabili di un grande ritardo nell'evoluzione. Sapevano che circa 2,4 miliardi di anni fa, c'era un aumento dell'ossigeno sulla superficie terrestre e che l'ossigeno era in grado di raggiungere la superficie dell'oceano per sostenere i microrganismi. Tuttavia, la diversità degli organismi viventi è rimasta molto bassa. In effetti, gli animali non sono apparsi fino a quasi 2 miliardi di anni dopo - o circa 600 milioni di anni fa - secondo il comunicato stampa dello studio su Science Daily.
Se privati del molibdeno, i batteri non possono convertire l'azoto in una forma utile per gli esseri viventi. E se i batteri non riescono a convertire l'azoto abbastanza rapidamente, gli eucarioti non possono prosperare perché queste forme di vita a cellula singola non sono in grado di convertire l'azoto da sole, secondo Science Daily.
Per lo studio, pubblicato sulla rivista Nature, i ricercatori hanno misurato i livelli di molibdeno nello scisto nero, un tipo di roccia sedimentaria ricca di materia organica e spesso trovata in profondità nell'oceano. Ciò li ha aiutati a stimare la quantità di molibdeno che può essere stata dissolta nell'acqua di mare dove si era formato il sedimento.
In effetti, i ricercatori hanno trovato forti prove che all'oceano in quel momento mancava un importante molibdeno. Ciò avrebbe avuto un impatto negativo sull'evoluzione dei primi eucarioti, che secondo gli scienziati hanno dato origine a tutti gli animali (compresi gli esseri umani), piante, funghi e animali a cellula singola come i protisti.
